Видоутворення екологічно консервативне

Навчання 02 серпня 2022 Перегляди: 64

Евкаліпти — типові представники лісостепових біомів південної півкулі, які дали спалах видоутворення і широко розселилися, не змінивши при цьому екологічної приуроченості. Фото з сайту heritage.anu.edu.au

Обробивши величезний масив даних по філогенезу та екології рослин Південної півкулі, вчені прийшли до висновку про виключно високий екологічний консерватизм видоутворення. Нащадки успадковують не тільки морфологічні риси предкових форм, а й приуроченість до певного типу місцеобитань. Тільки 4% всіх видів, що з’явилися за останні 25 млн років, змінили предковий місце розташування. Це означає, що зміна клімату навіть при інтенсивному видоутворенні не змінить таксономічного складу флор природних ландшафтів. Еволюційні тенденції видів обмежені конкретним природним ландшафтом.

Нинішні зміни клімату змушують вчених пильніше вивчати аналогічні події минулих епох. Очевидно, що кліматичні зрушення спричинять реформацію природних зон, перемістять межі рослинних ландшафтів. У результаті тварини та рослинні види мігруватимуть слідом за своїми звичними умовами, вимруть або дадуть нащадків, краще адаптованих до нових умов. Тому наслідком зміни клімату буде новий виток видоутворення, вимирання і міграцій (точніше, прохорізів — розтягнутого в часі розселення видів і їх дериватів).

Чи призведе видоутворення і міграція до зміщення екологічних стратегій у нащадків сьогоднішніх флор планети? Чи зміниться внаслідок видоутворення таксономічний склад природних зон? На ці запитання відповіли ботаніки, які взяли за основу дані щодо зміни рослинності за останні 25 мільйонів років. За цей значний період часу відбувалися різні кліматичні зрушення, так чи інакше міняли вигляд і розподіл рослинних спільнот.

Велика міжнародна група вчених з 10 наукових установ Австралії, Чилі, США, Тасманії, Нової Зеландії, Швейцарії під керівництвом Майкла Кріспа (Michael D. Crisp) зі Школи ботаніки і зоології Австралійського державного університету в Канберрі зібрали дані про рослинне розмаїття Південної півкулі в кайнозої. 25 млн років тому в Південній півкулі планети поширився відносно теплий і вологий клімат, який через 10 млн років змінився більш посушливими і прохолодними умовами. Відповідно змінювалася і рослинність. Виключно детальну динамічну картину зміни рослинності вдалося отримати, об’єднавши дані по викопним і сучасним флорам.

Дані являли собою, з одного боку, флористичні видові списки, розсортовані по екологічній приуроченості, а з іншого боку — ті ж види, накладені на філогенетичну кладограму. Вийшла об’ємна картина в часі і просторі: де і коли відбувалося видоутворення, в яких частинах світу та екологічних обстановках приживалися нащадки (сестринські групи). Потрібно, правда, відзначити, що вчені обмежилися аналізом тільки позаекваторіальних південнополушарних флор, для яких були надійні дані по молекулярній філогенії. Крім того, до списків не увійшли ті види, для яких були відсутні геологічні датування копалин знахідок. Але все одно, загальний масив даних включав 11 064 види рослин, це близько 15% всього флористичного розмаїття Південної півкулі.

З’ясувалося, що 96% всіх нових видів успадковували екологічні характеристики своїх предків. Тут необхідно обмовитися, що автори дослідження вживають термін «біомна» приуроченість, а не екологічна. У загальному випадку біом є найвищою одиницею в екологічній ієрархії, хоча в даній роботі цей термін вживається нестрого. Решта 4% — а це 396 подій видоутворення — спричинили зміну передкового місця розташування. Те, які рослини і в які біоми переселялися, ілюструє наступна схема:

Зрушення біомної приналежності у видів-нащадків по відношенню до предків (тільки в межах материків). Розмір гуртків відповідає числу видів у конкретному біомі, а ширина стрілок — числу видів, що змінили екологічну приуроченість предків. Ріс. з обговорюваної статті в Nature

Видно, що найбільш екологічно пластичними виявилися рослини чагарникових і лісостепових масивів. Вони породили найбільше екологічних «штрейкбрехерів», які розселилися по різних біомах. Найбільше «чужинців» прийняли пустелі, степи та альпійські луки. Ці новобранці поповнили пустельні та степові місця розташування приблизно 15 млн років тому у зв’язку з осушенням клімату.

Розселення через морські перепони також йшло досить інтенсивно, але тільки для 40 видів відзначено зрушення екологічної приуроченості.

Трансокеанічне розселення рослинних видів у Південній півкулі. Розселення в подібні екологічні обстановки показано синім кольором, в «чужі» біоми — червоним. Ширина стрілок пропорційна кількості розселень (від 4 до 107), пунктирна лінія — менше 4 розселень. Ріс. з обговорюваної статті в Nature

Автори дослідження підводять читача до висновку, що видоутворення — це досить консервативний в екологічному сенсі процес. Зміна клімату тягне розширення площі одних біомів і зменшення інших. Цей процес призводить до інтенсивного видоутворення. Але звільнені вакансії поспішають зайняти еволюційні нащадки старожилів, а не вселенці з інших біомів.

За рамками обговорення в цій статті залишилися питання функціонування центрів різноманітності та зміни екологічної приуроченості видів у центрах диверсифікації. Адже центри диверсифікації, як правило, розташовуються в екваторіальній і тропічній зонах, а в даній роботі саме ці зони були виключені з розгляду. У центрах диверсифікації з’являються види з широкою екологічною пластичністю, які до того ж володіють найвищими розселювальними здібностями. Самі центри диверсифікації починають функціонувати в кризові епохи. Тому основний висновок про екологічний консерватизм видоутворення має все ж явне обмеження: невідомо, як йдуть справи з екологічним консерватизмом у тропічних зонах і в кризові епохи.

Зазначу, що екологічний консерватизм для трансокеанічного розселення також повинен бути прийнятий з обережністю. У наведених даних переважна більшість видів, що подолали морські простори, становлять острівні переселенці: це добре видно по ширині стрілок на малюнку, що ведуть від материків до островів Нової Каледонії, Нової Зеландії, Мадагаскару. Природно, що острівні переселенці зберігають екологічну приуроченість. Зате для міжконтинентальних мігрантів біомне зрушення більш характерне — червона частина у стрілочок досить велика.

Джерело: Michael D. Crisp, Mary T. K. Arroyo, Lyn G. Cook, Maria A. Gandolfo, Gregory J. Jordan, Matt S. McGlone, Peter H. Weston, Mark Westoby, Peter Wilf, H. Peter Linder. Phylogenetic biome conservatism on a global scale // Nature. V. 458. P. 754–756. 9 April 2009. Doi:10.1038/nature07764.

Олена Наймарк