Удивительное открытие сделали ученые, изучая историю развития альпийских растительных сообществ. Выяснилось, что морозоустойчивые травы, составляющие основу этих экосистем, появились практически одновременно на разных континентах около 14 миллионов лет назад. Этот феномен связан с глобальным похолоданием, которое способствовало эволюционному развитию новых видов растений, адаптированных к суровым температурным условиям. Исследование особенно ценно для сохранения уникальных альпийских сообществ, характерных как для высокогорий, так и для Арктики. Результаты работы, осуществленной при поддержке гранта РНФ, были представлены в авторитетном научном издании Taxon.
Fascinating альпийские сообщества, объединяющие растительность арктической тундры и высокогорий, представляют собой уникальные экосистемы. Их отличительная особенность — полное отсутствие деревьев и преобладание трав, великолепно приспособленных к экстремальным условиям существования на скудных почвах при низких температурах. Современные климатические изменения создают серьезные вызовы для этих хрупких экосистем, влияя на их структуру, плотность и видовое разнообразие. Дополнительную угрозу представляет антропогенное воздействие, способное привести к исчезновению редких арктических видов. Для эффективного сохранения этих уникальных сообществ и прогнозирования их будущего критически важно понимать их эволюционную историю.
В масштабном исследовании группа специалистов из Центрального сибирского ботанического сада СО РАН совместно с коллегами проследила эволюционный путь ветреницы (Anemone) в Северном полушарии. Этот род растений, отличающийся изящными цветками разнообразных оттенков, демонстрирует впечатляющую экологическую пластичность, произрастая в широком спектре условий — от низменностей до альпийских высот, включая луга, леса и тундру. Благодаря такой универсальности ветреница служит идеальным индикатором эволюционных процессов в растительных сообществах.
Для проведения исследования ученые выполнили масштабную работу по секвенированию ядерной и хлоропластной ДНК 200 видов ветрениц. На основе полученных данных было построено детальное эволюционное древо рода Anemone, позволившее проследить историю возникновения и распространения различных видов в Северном полушарии.
Исследование базировалось на богатейшем материале, включающем как свежесобранные образцы из природных местообитаний, так и ценнейшие гербарные коллекции ведущих научных учреждений Китая, Франции, США и России. Особенно примечательна возможность успешного анализа ДНК из исторических гербарных образцов, в том числе датируемых 1940-ми годами, что существенно расширяет временные рамки исследования.
Результаты анализа показали, что первые представители рода Anemone появились в равнинных областях Восточной Азии примерно 31 миллион лет назад. Революционный момент в истории рода наступил около 14 миллионов лет назад, когда глобальное похолодание климата спровоцировало экспансию ветрениц в альпийские зоны. Примечательно, что этот процесс происходил синхронно в различных регионах Северного полушария — от Азии до Европы и Северной Америки.
Дополнительный анализ эволюционной истории других травянистых растений, включая ревень, лапчатку, люпин и кислицу, подтвердил удивительную синхронность в формировании альпийских линий около 14 миллионов лет назад. Это открытие убедительно доказывает одновременное становление альпийских растительных сообществ в глобальном масштабе.
Исследование открывает новые горизонты в понимании развития арктических и высокогорных растительных сообществ, их реакции на геологические и климатические изменения. Полученные знания создают надежный фундамент для изучения происхождения и эволюции холодоустойчивой флоры Северного полушария.
Этот масштабный международный проект объединил усилия ученых из ведущих научных центров, включая Институт цитологии и генетики СО РАН, Университет Сорбонны, Институт ботаники Китайской академии наук и Ботанический сад Миссури.
Информация и фото предоставлены пресс-службой Российского научного фонда
Источник: scientificrussia.ru
