Растение из Бразилии способно колонизировать вырубленные территории
Тропические программы лесовосстановления часто делают ставку на местные виды деревьев-пионеров, которые заселяют нарушенные или расчищенные территории благодаря высокой репродуктивной способности и быстрому росту.
Эти виды облегчают переход от вырубленных земель к вторичному лесу: стабилизируют почву, повышают её проницаемость и способствуют формированию сетей опылителей и распространителей семян.
Однако о способности этих видов поддерживать генетическое разнообразие в природных популяциях или о динамике потока генов между удалёнными лесными фрагментами известно мало, отмечает исследователь Родольфо Яффе из Института технологий Вале (ITV) в Бразилии.
Вместе с коллегами из Техасского университета в Остине (США) Яффе изучил генетическое разнообразие и закономерности дифференциации местного пионерного подлесочного дерева Miconia affinis в Панаме. Это вечнозелёное дерево высотой 3–6 м широко распространено в Неотропиках от Мексики до Бразилии.
Регион Панамского канала — глобальная "горячая точка" биоразнообразия, которая за последние 50 лет потеряла более 30% лесного покрова из-за развития агропастбищного хозяйства. Это привело к высокой эрозии и накоплению осадков в каналах.
Методы исследования
- Учёные собрали образцы листьев примерно с 30 репродуктивных деревьев в 11 популяциях вдоль Панамского канала.
- ДНК экстрагировали и генотипировали деревья с помощью микросателлитных маркеров (простые повторы последовательностей).
- С помощью карт лесного покрова и ландшафтно-генетических инструментов оценили влияние географического расстояния, высоты над уровнем моря и вырубки лесов на генетическую структуру популяций.
Результаты
- Генетическая дифференциация M. affinis значительно возрастала с увеличением высоты и географического расстояния между популяциями (эффект "изоляции расстоянием").
- Уровень генетического разнообразия внутри популяций был высоким, а дифференциация между популяциями — низкой по сравнению со многими другими видами-пионерами.
- Высота над уровнем моря влияла на генетическую дифференциацию: популяции на относительно больших высотах были более генетически дифференцированы, независимо от расстояния между ними.
- Не было обнаружено свидетельств того, что вырубка лесов влияет на генетическую дифференциацию популяций M. affinis.
Объяснение результатов
- Высокое генетическое разнообразие внутри популяций и низкая дифференциация между ними, вероятно, связаны со способностью вида колонизировать обезлесенные ландшафты, что увеличивает связность между популяциями.
- Влияние высоты может объясняться более низкой температурой и обильными осадками на больших высотах, что влияет на условия полёта и обилие опылителей и распространителей семян. Более раннее цветение на высотах также приводит к фенологическому разделению.
- Отсутствие влияния вырубки лесов может быть связано с высокой способностью вида к расселению и колонизации, что способствует потоку генов через регион независимо от лесного покрова. Опылители (пчёлы) и распространители семян (птицы, летучие мыши, обезьяны) способны пересекать вырубленные территории.
Выводы
- Средняя продолжительность жизни M. affinis оценивается в 64,3 года, а первое семяношение происходит в среднем в возрасте около шести лет.
- Вид способен поддерживать высокий уровень генетического разнообразия независимо от количества окружающего леса.
- Совокупность этих характеристик делает Miconia affinis отличным кандидатом для использования в программах лесовосстановления, — заключает Родольфо Яффе.