Почему кактусы столь разнообразны: ученые считают, это признак уязвимости

Кактусы являются одними из самых разнообразных растений. Они имеют огромное количество форм и размеров от гигантского сагуаро, который может вырасти до восемнадцати метров в высоту, до крошечной эпителанты, который имеет высоту в несколько сантиметров.

Новое исследование, результаты которого опубликованы в журнале Nature Communications, проливает свет на тайну того, почему существует так много разных типов кактусов. Авторы работы – ученые из Центра эволюции Милнера при Университете Бата, Англия.

Хотя кактусы являются популярными комнатными растениями во всем мире, их родиной являются только Северная, Центральная и Южная Америка, а наибольшее видовое разнообразие наблюдается в Мексике. Ранее считалось, что сухость климата играет важную роль в разнообразии кактусов, но исследователи обнаружили, что это не так. Их работа показала, что диапазон температур в течение дня, содержание песка в почве и сезонные изменения являются крупнейшими движущими силами эволюции.

Исследователи собрали воедино все известные опубликованные данные о кактусах, чтобы лучше понять движущие силы огромного разнообразия видов кактусов, существующих сегодня, и построили крупнейшее в истории эволюционное древо кактусов, используя тысячи последовательностей ДНК. Команда рассмотрела большое количество биологических переменных, таких как размер растений, содержание песка в почве, географический ареал, засушливость и суточный диапазон температур. Они сопоставили эти данные с биоразнообразием и темпами эволюции новых видов.

Ученые использовали методы машинного обучения для моделирования взаимодействия между несколькими переменными одновременно, а затем подтвердили результаты с помощью традиционных эволюционных методов. Удивительно, но они обнаружили, что, хотя наибольшее количество видов было обнаружено в Мексике, в этой стране также самые низкие темпы эволюции новых видов (видообразования). Ранее предполагалось, что движущим фактором их эволюции является засушливость, однако теперь стало понятно, что более важными факторами эволюции являются суточный диапазон температур, содержание песка в почве и сезонность.

«Кактусы – это действительно интересное, разнообразное семейство растений, которые сравнительно недавно эволюционировали и смогли жить в самых разных условиях на американских континентах. Люди думают, что они очень выносливы, потому что могут жить в таких экстремальных климатических условиях, но на самом деле они находятся под большим риском вымирания, чем другие виды растений», – сообщил доктор Джейми Томпсон, руководитель исследования, Центр эволюции Милнера на кафедре наук о жизни в Университете Бата.

По его словам, поскольку в Мексике самое большое биоразнообразие, предполагалось, что это связано с тем, что условия там наиболее благоприятны для эволюции видов. Однако новое исследование показывает, что это не так. В Мексике самые низкие темпы видообразования, но много биоразнообразия, потому что темпы вымирания там ниже. Другими словами, мексиканский климат не обязательно лучше подходит для создания новых видов, но хорош для сохранения существующих.

«Наша работа показывает, что кактусы не так успешны, как мы думали, и более уязвимы к изменению климата. Это вызывает беспокойство: если кактусы не могут процветать в нашем меняющемся климате, какие шансы есть у других растений?» – подытожил доктор Ник Прист, преподаватель Центра эволюции Милнера на кафедре естественных наук в Университете Бата. 

Поддержать развитие блога можно на Boosty по ссылке.