Rozkwitająca flora państwa przylądkowego dzięki zróżnicowaniu gleby
Państwo przylądkowe (Capensis) na południowo-zachodnim krańcu Afryki od dawna opisywane jest jako miejsce bujnie rozwijających się kwiatów i roślin, a teraz międzynarodowy zespół finansowanych ze środków unijnych naukowców odkrył powód takiego rozkwitu flory w tym regionie. Według zespołu naukowców z Afryki Południowej, Niemiec, USA i Wlk. Brytanii wydaje się, że to nadzwyczajne zróżnicowanie roślin jest następstwem dużego urozmaicenia gleb, które występują w tym regionie. Badania opisane w czasopiśmie Systematic Biology, prezentujące bogactwo flory państwa przylądkowego, otrzymały wsparcie z projektu HOTSPOTS (Poznanie i ochrona gorących punktów bioróżnorodności na Ziemi), dofinansowanego częściowo z tematu Działania Marie Curie Szóstego Programu Ramowego (6PR). Nadzwyczajne jest występowanie ponad 9.000 różnych typów roślin w tak niewielkim regionie, zwłaszcza w zestawieniu tych danych na przykład z Niemcami, krajem 4 razy większym, na terenie którego znajduje się jedynie około 3.300 gatunków roślin. Państwo przylądkowe może również pochwalić się tym, że około 70% roślin na tym obszarze występuje tam naturalnie. Naukowcy od dawna zastanawiali się nad powodami tego ogromnego zróżnicowania roślin i przedstawili wiele wyjaśnień. "Najpopularniejsze koncepcje mówią, że jest to następstwo zróżnicowania typów gleby lub przystosowania do owadów zapylających. To oznacza, że wiele gatunków roślin wyspecjalizowało się w różnych owadach zapylających. I pyłek będzie rozprowadzany tylko przez nie" - wyjaśnia kierownik naukowy dr Jan Schnitzler z Centrum Badań nad Bioróżnorodnością i Klimatem (BiK-F) we Frankfurcie, Niemcy. Zespół sprawdził te teorie, przeprowadzając analizę genetyczną gatunków roślin w tym regionie. Naukowcy przeanalizowali około 470 rodzimych gatunków roślin należących do 3 z 7 największych rodzin roślinnych z państwa przylądkowego. Na podstawie drzew genealogicznych, opracowanych na podstawie molekularnych danych genetycznych i ich korelacji z informacjami o ekologii roślin i geografii siedliska, zespół był w stanie stwierdzić, jak gatunki roślin różnicują się. Badania skupiły się na porównaniach gatunków siostrzanych, aby ocenić oddziaływanie innych czynników na specjację. Wyniki pokazały, że istotnie zmiany typu gleby były najważniejszą przyczyną specjacji większości roślin. "W państwie przylądkowym występuje wiele różnych typów gleby na stosunkowo niewielkiej powierzchni, co okazuje się niezwykle ważne w ewolucji zróżnicowania roślin" - zauważa dr Jan Schnitzler. "Powodem jest prawdopodobnie wymuszanie na blisko spokrewnionych gatunkach adaptacji do różnorodnych okoliczności. Zaskakującym dla nas był fakt, że specjalizacja owadów zapylających nie jest czynnikiem ogólnym, który stanowi tutaj siłę napędową radiacji." Wyniki badań pokazują, że zróżnicowanie roślin jest wynikiem szybkiej radiacji wywołanej zmianami klimatycznymi. Pojawiło się ono raczej w następstwie ciągłego procesu, który zachodził przez długi czas. Wydaje się również, że relatywna stabilność klimatyczna tego regionu może stać za niskimi wskaźnikami wymierania w porównaniu do Europy Północnej, gdzie wiele roślin zostało unicestwionych w konsekwencji kilku epok lodowcowych. Odkrycia zaprzeczają również wynikom wcześniejszych badań pokazujących, że syndromy zapylania w przypadku roślin takich jak orchidee cechują się wysokim poziomem konserwatyzmu filogenetycznego. To połączenie złożonych warunków środowiskowych wraz z relatywną stabilnością klimatyczną jest zatem tym, co prowadzi do wysokiej specjacji i/lub niskich wskaźników wymierania, przekładając się na rozkwit roślin w państwie przylądkowym, jaki znamy obecnie. Projekt HOTSPOTS skupia się na 25 najbogatszych i najbardziej zagrożonych zasobów bioróżnorodności na świecie, by pogłębić naszą znajomość i zrozumienie tych regionów, dynamikę bioróżnorodności tych gorących punktów oraz skutki ekologiczne przewidywanej utraty bioróżnorodności, które nadal są zagadką. Obszary wybrano na podstawie bogactwa gatunków roślin i kręgowców, endemizmu i stopnia ich zagrożenia. Konsorcjum partnerów będzie pracować na rzecz zastosowania podejścia terenowego, molekularnego i bioinformatycznego w celu odpowiedniego oznaczenia roślin i zwierząt. W ramach projektu HOTSPOTS przeszkolone zostanie nowe pokolenie biologów interdyscyplinarnych w zakresie najnowszych metod analizy ewolucji, ekologii i ochrony. Paradoks bioróżnorodności polega na tym, że podczas gdy jest ona zagrożona przez działalność człowieka, ludzie są uzależnieni od zrównoważanego korzystania z niej. Jan Schnitzler wyjaśnia, jak przyszłe badania mogą skorzystać na tych odkryciach. "Kolejnym krokiem będzie zbadanie, czy mnogość typów gleby jest również głównym powodem radiacji gatunków roślin w innych regionach." Dlatego akcent może zostać teraz przeniesiony na inne regiony o klimacie podobnym do państwa przylądkowego, takich jak basen Morza Śródziemnego, Kalifornia i Południowo-Zachodnia Australia.Więcej informacji: Centrum Badań nad Bioróżnorodnością i Klimatem (BiK-F): http://www.bik-f.de/root/index.php?page_id=57&PHPSESSID=n9d21l4jmkl4rmdcevggbeke1t1mc8e1
Kraje
Niemcy, Zjednoczone Królestwo, Stany Zjednoczone, Republika Południowej Afryki