Вьюнки, возможно, проигрывают гонку в борьбе с изменением климата
Исследование предполагает, что значительные потери опылителей могли резко замедлить адаптацию растений.
В условиях более теплого климата ипомея может выиграть от более раннего цветения. Но если опылителей становится труднее привлечь, более крупные цветы могут иметь большее значение. Новое исследование предполагает, что эти конкурирующие факторы стали взаимосвязаны таким образом, что резко ограничивают скорость адаптации растения.
Исследователи из Мичиганского университета за девять лет зафиксировали снижение предполагаемой скорости адаптации среди диких популяций ипомеи на 96%. Этот сдвиг также может иметь значение для фермеров, поскольку ипомея является распространенным сельскохозяйственным сорняком, хотя исследование не показывает, облегчит или усложнит борьбу с ней более медленная адаптация.
Опылители могут направлять эволюцию растений
Исследователи обнаружили, что естественный отбор сильно благоприятствовал более крупным цветам, которые более привлекательны для опылителей. В то же время, реагирование на изменение климата может потребовать от растений более раннего цветения. Поскольку размер цветка и время цветения стали взаимосвязаны, эволюция одного признака может ограничивать изменение другого.
«Поскольку давление со стороны опылителей сильно благоприятствует более крупным цветкам, эта взаимосвязь может ограничивать эффективность реагирования популяции на другие факторы отбора. Трудно предсказать, станет ли это в конечном итоге большей или меньшей проблемой для фермеров — и эта непредсказуемость сама по себе является частью истории», — сказала Регина Бауком, профессор кафедры экологии и эволюционной биологии Мичиганского университета.
Результат не был вызван недостатком генетического разнообразия. Новые популяции ипомеи все еще содержали достаточно вариаций, чтобы, как правило, ожидать от них адаптации. Вместо этого, связь между признаками, по-видимому, направляла эволюционные изменения в сторону более крупных цветков, потенциально снижая способность растений адаптироваться к изменению времени цветения по мере изменения климата.
«У растения не заканчивается эволюционное топливо — оно все больше застревает на траектории, которая благоприятствует привлечению опылителей, потенциально в ущерб адаптации к климату», — сказала Бауком.
Дикие растения адаптируются медленнее, чем ожидалось.
Недавно окончившая докторантуру Саша Бишоп возглавила исследование совместно с Баукомом и исследователем из Университета Торонто Джоном Стинчкомбом. Их целью было понять, как ипомея реагирует на несколько форм антропогенных изменений окружающей среды одновременно.
Повышение температуры — лишь одна из составляющих этого давления. Застройка вытеснила ранее нетронутые места обитания, а пестициды, гербициды и другие широко распространенные методы ведения сельского хозяйства привели к резкому сокращению численности опылителей. Поэтому растения должны одновременно реагировать на изменение климата и на изменения в животных, от которых они зависят для размножения.
Исследование, опубликованное в журнале Evolution Letters, также затрагивает более широкую загадку эволюционной биологии. Теория предполагает, что организмы с достаточным генетическим разнообразием должны быть способны быстро адаптироваться к изменениям окружающей среды. Однако многие популяции диких растений сокращаются, а не успевают за ними.
«Вместо эволюции, все эти дикие популяции вымирают, сокращаются или проходят через генетические узкие места», — сказала Бишоп. «Таким образом, мы наблюдаем ситуацию, когда темпы адаптации в диких популяциях отстают от теоретически возможных темпов быстрой эволюции».
