Калифорнијско дивље цвијеће преживјело сушу брзом еволуцијом

Сушно раздобље, које је трајало од 2012. до 2015. године, усмртило је више од 100 милиона стабала и било је посебно брутално раздобље унутар мегасуше која је започела 2000. године, а коју су погоршале климатске промјене. Иако су страдале чак и биљке иначе отпорне на сушу, гримизни мајмунски цвијет (Mimulus cardinalis) показао је изузетну отпорност. Ова биљка обично успијева на влажним подручјима уз потоке и изворе.

Тим истраживача провео је осам година пратећи 55 популација овог цвијета, биљежећи њихов број и анализирајући геноме како би открили генетске промјене.

Брза еволуција као спас од изумирања

„Успјели смо доказати да су се популације широм Калифорније смањивале због екстремне суше те смо пронашли доказе брзих еволуцијских промјена у геному“, рекао је Данијел Анстет (Daniel Anstett), доцент на Универзитету Корнел (Cornell University) и главни аутор студије објављене у часопису Сајенс (Science). „Потом смо ту еволуцијску промјену успјели повезати са способношћу популација да се опораве и избјегну изумирање.“

Иако цијела врста није била угрожена, поједине популације цвијета смањиле су се за чак 90 одсто. Према Анстету, требало им је отприлике двије до три године да се опораве.

Тај брзи опоравак биолози називају еволуцијским спашавањем популације. „Еволуцијско спашавање догађа се када преостале јединке имају генетски састав који им омогућава да се боље носе с новим условима од оних које су угинуле. Захваљујући томе, оне напредују, а популација се полако опоравља“, појаснио је.

Еволуцијско спашавање већ је доказано у лабораторијским условима, али у дивљини су постојала само дјелимична запажања, попут отпорности тасманских ђавола на рак. Анстет истиче да ова студија пружа прве ригорозне доказе да се тај процес догодио и довео до демографског опоравка.

Стратегија избјегавања суше

Гримизни мајмунски цвијет је трајница која расте уз потоке у Калифорнији, Доњој Калифорнији и јужном Орегону. „Заиста јој је потребна текућа вода како би довршила свој животни циклус и произвела сјеме, стога је изврстан индикатор суше“, рекао је Анстет.

Када наступи суша, објашњава он, биљка има два избора: брзо расти и произвести цвијеће и сјеме прије него што се услови погоршају или расти знатно спорије и покушати преживјети до сљедеће године. Ове биљке одабрале су другу стратегију.

„Оно што смо уочили јесте да су се биљке заправо спорије развијале. Више су се усмјериле на преживљавање и дужи животни вијек, што се назива стратегијом избјегавања суше“, казао је Анстет.

Истраживачи су пратили популације на 19 локација, прикупљали сјеме, узгајали биљке у контролисаним условима те из њихових листова издвајали ДНК за секвенцирање генома.

„Успјели смо видјети како се брза еволуција догађа унутар седам година“, рекао је Анстет, додајући да генетске промјене које су биљци омогућиле већу отпорност вјероватно нису нове, већ су се развиле много раније.

Сљедећи корак истраживања, које би могло потрајати и до 40 година, јесте утврдити хоће ли ове мутације и даље бити корисне или ће постати препрека ако суша престане.

Ови докази не умањују забринутост због суше и климатских промјена, али сугеришу да би и друге биљке или животиње могле показати отпорност под екстремним притиском. Кључ за то је генетска разноликост.

„Количина генетске разноликости може бити кључна за овакву прилагодбу. Ово је порука биолозима који се баве очувањем врста да покушају повећати генетску варијабилност и повезаност станишта“, закључио је Анстет.

Научници: Еволуцијско спашавање заиста се догађа

Дејвид Филд (David Field), ванредни професор на Универзитету Маквори (Macquarie University) у Аустралији, који није био укључен у студију, изјавио је да је доказивање еволуцијског спашавања у дивљини био један од главних циљева еволуцијске биологије.

„Истраживачи су елегантним експериментом показали да се еволуцијско спашавање заиста догађа у природи током наших живота“, написао је.

С њим се слаже и Дајан Кембел (Diane Campbell), професорица емерита са Универзитета у Калифорнији (University of California).

„Ово је врло важна студија. Пружа изузетно снажне доказе да процес познат углавном из теорије може помоћи популацијама дивљих биљака да се опораве од све јачих суша предвиђених климатским промјенама“, рекла је.

Ајзак Лихтер Марк (Isaac Lichter Marck), ботаничар са Калифорнијске академије наука (California Academy of Sciences), истакао је да је главно питање могу ли се биљке довољно брзо развити да преживе екстремне суше.

„Када се суоче с екстремном сушом, животиње се могу кретати, прилагодити или угинути. Но дивље цвијеће је укоријењено, што им оставља много краћи избор: прилагоди се или умри“, написао је. Додао је да притисци попут губитка станишта поткопавају генетску разноликост, што пријетњу климатских промјена чини још тежом.

Џеф Дајз (Jeff Diez), ванредни професор са Универзитета Орегон (University of Oregon), назвао је истраживање „правим пробојем“ који се истиче својом темељитошћу.

„Отрежњујући дио је спознаја колики је изузетан напор био потребан да се ово докаже за само једну врсту. Ако желимо разумјети како ће цијеле заједнице реаговати, морамо процијенити еволуцијски потенцијал код много више врста“, додао је.

Закључио је да студија носи поруку наде да се неке биљке могу довољно брзо развити да преживе.

„Али уједно је и скроман подсјетник на то колико тога још не знамо“, рекао је.

(Индекс)