Долинный дуб Калифорнии плохо приспособлен к росту температур

Новое исследование под руководством эволюционного биолога UCLA Виктории Сорк показывает, что деревья, высаживаемые после пожаров в Калифорнии, могут не выжить в условиях продолжающегося потепления.

Исследование, опубликованное в Proceedings of the Natural Academy of Sciences, сосредоточено на знаковом калифорнийском долинном дубе. Оно демонстрирует потенциал использования геномики для разработки стратегий сохранения видов. Посадка деревьев, генетически лучше приспособленных к более высоким температурам, повышает их шансы на выживание и рост.

Учёные обнаружили неожиданный факт: долинный дуб, ключевой компонент многих экосистем Калифорнии, уже плохо адаптирован к своей среде, даже по меркам климата 2019 года.

«Они, судя по всему, лучше растут в более прохладном климате, чем тот, в котором находятся сейчас. Возможно, им было бы лучше, если бы климат был больше похож на тот, что был 21 000 лет назад, во время последнего ледникового периода», — говорит ведущий автор исследования Люк Браун.

В ходе проекта, начатого более 10 лет назад, исследователи собрали 11 000 семян из 94 локаций по всему ареалу дерева. Их вырастили в теплице и высадили в двух экспериментальных садах в Калифорнии. Учёные отслеживали рост деревьев и секвенировали геномы материнских деревьев, чтобы связать генетическую информацию со скоростью роста.

Были идентифицированы генетические варианты, с большей вероятностью процветающие по мере потепления климата. Прогноз показал, что при будущих более высоких температурах деревья с полезными генетическими вариациями будут иметь:

• на 11% более высокие темпы роста, чем в среднем по эксперименту;
• на 25% более высокие темпы роста, чем у деревьев без этих вариаций.

К 2070 году средние температуры в штате могут быть на 4,8 °C выше, чем в середине-конце XX века, что повлияет на рост деревьев.

Исследование не определило точную причину плохой адаптации долинных дубов. Возможные факторы: уже произошедшее потепление, долгий срок жизни деревьев (до 500 лет) или другие неизвестные причины.

Долинный дуб — крупнейший дуб Калифорнии (высотой более 30 м), считается видом-основателем экосистемы, обеспечивая среду обитания и пищу для множества животных.

Работа имеет широкое значение для науки о сохранении видов в условиях меняющегося климата, особенно для медленно эволюционирующих видов. Она предлагает подход, использующий современную геномику для информирования решений по лесовосстановлению.