Как ледниковые периоды повлияли на эволюцию причудливых растений Новой Зеландии

Генетическое исследование пролило свет на давние споры об эволюционном происхождении самых необычных растений Новой Зеландии.

Более 10% местных деревьев и кустарников имеют мелкие листья, далеко отстоящие друг от друга на тонких переплетённых ветвях, часто растущих зигзагообразно. Эта «диварикатная» (расходящаяся) форма роста независимо возникла у такого количества семейств растений, как нигде более на Земле.

Климат или моа?

В XIX веке ботаник Людвиг Дильс предположил, что диварикатная форма могла возникнуть в ответ на холодные и сухие условия ледниковых периодов.

В 1970-х годах появилась конкурирующая «гипотеза выедания моа», согласно которой эта форма — это устаревшая защита от выедания крупными нелетающими птицами (моа), вымершими вскоре после заселения Полинезии.

Эксперименты поддержали гипотезу выедания. Однако концентрация диварикатных растений в холодных и засушливых районах, а также данные об их меньшей уязвимости к холоду по сравнению с крупнолистными видами, указывают на роль климата.

Синтетическая гипотеза

Молекулярное датирование показывает, что большинство диварикатных видов растений возникли за последние 5 миллионов лет. Моа же существовали здесь гораздо дольше. Это означает, что выедание моа само по себе не объясняет эволюцию диварикатной формы у стольких семейств.

Данные больше соответствуют новой синтетической гипотезе: выедание моа оказало большее влияние, когда растения столкнулись с новой комбинацией обстоятельств:

• глобальное похолодание,
• формирование холодных и засушливых климатов к востоку от недавно приподнятых Южных Альп,
• появление новых плодородных почв ледникового происхождения.

Суровый климат создавал прямые физиологические проблемы для растений, а также не давал им быстро вырасти из досягаемости моа. Таким образом, климатические ограничения роста, вероятно, повысили важность защиты от выедания для выживания растений.

Кроме того, плодородные новые почвы повышали питательность тканей растений, что, вероятно, усиливало давление выедания. Исследования африканских саванн показывают, что колючки и диварикатоподобные формы роста типичны для плодородных почв с обилием травоядных млекопитающих.

Олени как замена моа?

После вымирания моа крупных травоядных в Новой Зеландии не было несколько веков, пока европейские поселенцы не завезли оленей и других копытных.

Эксперименты по кормлению показали, что как птицы, так и копытные неохотно едят диварикатные растения, если есть альтернатива с крупными мягкими листьями. Расположение мелких листьев вдоль тонких веточек уменьшает размер укуса и затрудняет удовлетворение пищевых потребностей.

Анализ ископаемых копролитов (пометов) моа позволяет изучать их древний рацион. Эти данные указывают, что лесные подлески тысячу лет назад были более разнообразными, чем сегодня, после более чем 150 лет выедания оленями. Это позволяет предположить, что моа оказывали меньшее влияние на растительность, чем современные олени.

Факторы, ограничивавшие влияние моа на растительность

В отличие от современных оленей, на моа по всей стране охотился смертельный хищник — ныне вымерший орёл Хааста. Моа могли безопасно кормиться под пологом леса, но были уязвимы у водоёмов и на открытых участках.

Быстрорастущие кустарники и небольшие деревья, вероятно, получали лучший шанс избежать выедания моа, когда поваленные деревья открывали доступ свету, позволяя им быстро вырасти из досягаемости, по крайней мере, в тёплых районах.

Кроме того, моа, вероятно, были менее способны использовать растительность на крутых склонах, чем современные олени и козы. Их метаболизм, судя по близким живым родственникам (киви и эму), был более медленным, чем у травоядных млекопитающих сравнимого размера, что подразумевает более низкие потребности в энергии и, следовательно, более низкую скорость питания.

Будущее оленей в Новой Зеландии

Олени могут выступать несовершенными заменителями моа, но только при условии эффективного контроля по всей стране.

Коммерческая охота не может служить надёжным методом контроля из-за изменчивости рынка. В настоящее время реалистичными способами сдерживания влияния оленей в отдалённых и труднодоступных районах представляются:

• авиационная раздача приманок с ядом 1080 (который также убивает оленей),
• авиационный отстрел.