Żywa skamielina dostarcza naukowcom nowych informacji o zmianach klimatu
Naukowcy belgijscy i amerykańscy zdobyli nowe informacje na temat zmian klimatycznych na postawie badania drzewa, które jest żywą skamieliną. Zrekonstruowali przebieg historii środowiska lasów deszczowych Ameryki Środkowej i Południowej na podstawie pomiaru różnorodności genetycznej populacji drzewa S. globulifera. Wyniki opublikowano w listopadowym wydaniu czasopisma Evolution. Dr Christopher Dick z Uniwersytetu Michigan w USA oraz Myriam Heuertz z Wolnego Uniwersytetu Brukselskiego w Belgii zbadali S. globulifera, aby zrozumieć w jaki sposób lasy tropikalne reagowały w przeszłości na zmiany klimatyczne. Aby zbadać historię biogeograficzną S. globulifera, naukowcy wykorzystali sekwencje rybosomalne i chloroplastowe DNA oraz nuklearny locus mikrosatelitarny (nSSRs, silne markery na potrzeby badania genetycznej różnorodności). Celem było zrozumienie, gdzie dokładnie rosły drzewa w danych okresach i jak liczna była ich populacja. S. globulifera, drzewo lasu deszczowego powszechnie zwane hoggum, ojeme lub okol¢lo, pochodzące z Afryki, które zasiedliło niezależnie, pomimo przeszkód na pozór nie do pokonania, teren Ameryki Środkowej i Południowej. Trudno uwierzyć, że nasionom S. globulifera, które nie tolerują soli, udało się przedostać przez morze. Ustalono jednak, że drzewo zasiedlające aż 45 milionów lat temu afrykańskie lasy deszczowe dotarło do Mezoameryki, w dorzecze Amazonki i do Indii Zachodnich około 15 milionów lat temu, przedostając się do Nowego Świata (Ameryki) wraz z prądami oceanicznymi co najmniej trzy razy. Tego typu rozsiewanie się pozornie losową drogą, nazywane także "rozsiewaniem losowym", doprowadziło do powstania trzech głównych kladów czy gałęzi S. globulifera w lasach deszczowych Nowego Świata. Od tego czasu klady były genetycznie odseparowane, dzięki czemu S. globulifera zyskała status "żywej skamieliny". Żywa skamielina to organizm, który nie ma żadnych żyjących bliskich krewnych i pozornie nie uległ zmianie przez miliony lat. Może to być jakikolwiek organizm, który przetrwał okres wymierania i wydaje się być taki sam jak gatunki poznane wyłącznie na podstawie skamielin. Zapisy na temat skamieliny pyłku kwiatowego S. globulifera są długie, szczegółowe i dobrze opracowane (prawdopodobnie z powodu ich przydatności jako narzędzie geologiczne w przemyśle naftowym). Co ciekawe, ujawniają, iż pomimo takiego samego wyglądu, jaki mają obecnie te drzewa w Nowym Świecie i Afryce, ewoluowały one oddzielnie. Na podstawie zapisów na temat skamielin pyłku kwiatowego i dzięki pomiarowi genetycznej różnorodności pomiędzy istniejącymi populacjami, naukowcy byli w stanie odtworzyć przebieg historii środowiska na terenach skolonizowanych przez S. globulifera. Zaobserwowali bardzo duże zróżnicowanie genetyczne populacji tych drzew w całej Ameryce Środkowej. "Sądzimy, że taki model jest wynikiem szczególnej historii lasów mezoamerykańskich" - wyjaśnia dr Dick - "która była stosunkowa sucha w okresie zlodowacenia 10.000 lat temu. W wielu miejscach lasy ograniczały się do szczytów wzgórz lub najwilgotniejszych regionów nizinnych. To co obserwujemy w modelach różnorodności genetycznej jest odciskiem historii lasu." Naukowcy zaobserwowali również mniejszą różnorodność wśród populacji dorzecza Amazonki, które było wilgotne przez cały okres lodowcowy i dzięki temu było stale pokryte lasem. "Dryf genetyczny S. globulifera był bardzo silny w Mezoameryce" - czytamy w raporcie, podczas gdy "wydaje się, że populacje Amazonki rozrosły się niedawno". Raport, który po raz pierwszy przedstawia takie porównanie modeli różnorodności genetycznej w Ameryce Środkowej i Południowej, odpowiada na niektóre pytania na temat sposobu reagowania przez S. globulifera na minione warunki klimatyczne, co może okazać się pomocne w przewidywaniu reakcji lasu na przyszłe zmiany środowiskowe. "Sądzimy, że podobne modele można znaleźć wśród innych rozpowszechnionych gatunków" - powiedział dr Dick. "Przyjmując scenariusze wzrostu temperatury i nasilenia się suszy, obszar występowania różnych populacji będzie się kurczyć, zwłaszcza w Ameryce Środkowej, ale jednocześnie prawdopodobnie uda im się przetrwać" - wyjaśnił. "Niektóre gatunki mogą przetrwać pomimo znaczących zmian w środowisku leśnym" - stwierdzono w raporcie. "Niemniej zmiany klimatyczne w przeszłości nie łączyły się wylesianiem, jak ma to miejsce obecnie. To połączenie czynników może mieć ujemny wpływ na wiele gatunków - zwłaszcza na te o małym obszarze występowania - w przyszłym stuleciu."
Kraje
Belgia, Stany Zjednoczone