Новая модель поможет создавать устойчивые к изменению климата сообщества деревьев

Исследователи из Австралии разработали модель для создания растительных сообществ, более устойчивых к изменению климата.

Их работа, опубликованная в журнале eLife, может улучшить решения о выборе источников семян для лесовосстановления, чтобы новые посадки были достаточно сильными, чтобы переносить будущий климат.

"Многие виды сталкиваются с быстрыми изменениями окружающей среды из-за глобального потепления и других антропогенных воздействий. Повышенное разнообразие генетического материала вида, известного как его геном, может позволить виду лучше адаптироваться к этим изменениям", — говорит первый автор Меган Саппл, проводившая это исследование в качестве постдока в Австралийском национальном университете (ANU) в Канберре.

"Те, кто работает над восстановлением естественных растительных сообществ, должны решить, какие семена высаживать на конкретном участке. Геномный анализ можно использовать для выявления исходных популяций, лучше адаптированных к текущему и прогнозируемому климату на этих участках. Выбирая семена с высоким уровнем геномного разнообразия и адаптациями к климату, восстановленное сообщество будет более устойчивым к будущим изменениям".

Команда Саппл решила выяснить, можно ли использовать новые геномные методы для принятия научно обоснованных решений о выборе источников семян для Eucalyptus melliodora (желтого бокса) — важного вида деревьев в критически исчезающем лесном сообществе, которое сейчас занимает всего 8% от его первоначального ареала, зафиксированного в середине 1700-х годов.

Ученые провели генотипирование 275 образцов листьев E. melliodora со зрелых деревьев на 36 участках отбора проб. Там, где это было возможно, также собирали семена с исследованных деревьев. Чтобы определить подходящую стратегию выбора источников семян, они использовали образцы для изучения влияния географии и окружающей среды на распределение геномной вариативности по ландшафту.

"Наш анализ показал, что естественный поток генов у E. melliodora распространяется далеко по ландшафту", — объясняет Саппл. "Это крайне важно, потому что это означает, что семена для восстановления этого вида можно собирать широко, а не ограничиваться локальными популяциями, как это обычно делается".

Кроме того, создав модель, описывающую взаимосвязь между геномной вариативностью, географическим расстоянием и переменными окружающей среды (такими как температура и осадки), команда смогла определить источники семян, хорошо соответствующие будущему климату на конкретном участке восстановления.

"Важно отметить, что наш геномный анализ был основан на зрелых деревьях, существовавших до масштабной вырубки лесов под сельское хозяйство", — поясняет старший автор, профессор ANU Джастин Боревиц. "Поэтому еще предстоит выяснить, нарушили ли антропогенные изменения ландшафта исторические модели потока генов, что привело к более фрагментированным и инбредным популяциям.

Мы надеемся, что наша работа в конечном итоге принесет пользу E. melliodora и другим растительным сообществам, предоставив шаблон для выявления подходящих исходных популяций для восстановления, а также для определения тех популяций, которые, вероятно, будут уязвимы к изменению климата".