Растения эволюционируют, чтобы жить в городах

от

Влияние урбанизации на растения

Урбанизация ограничивает и фрагментирует природные экосистемы, но также создаёт новые и разнообразные условия окружающей среды в городах.

Исследователи из Университета Кобе обнаружили, что у видов растений, успешно прижившихся в мегаполисе, есть отличительные и наследуемые характеристики, адаптированные к разнообразным городским условиям.

Ускорение урбанизации

С 1970-х годов урбанизация ускоряется, что приводит к сокращению и фрагментации среды обитания. Многие исследования подтвердили потерю биоразнообразия и численности видов в городских условиях по сравнению с сельскими.

Эколог из Университета Кобе Ушимару Атуши изучает азиатский деньflower (Commelina communis) более 20 лет и обнаружил, что он активно растёт в городских условиях, что делает его идеальным объектом для изучения влияния городской среды на растения.

Во время этих исследований бывший аспирант Ушимару, Наката Тайти (который недавно перешёл в университет Кюсю), обнаружил нечто интересное. Он заметил различия в размере, цветах и периодах цветения растений в разных городских условиях. Это вызвало у него любопытство относительно причин этих вариаций.

Команда Университета Кобе решила изучить, как различные городские среды влияют на внешний вид растений.

«Редко можно встретить местные растения, способные процветать в широком диапазоне сред, от сельских рисовых полей до городских дорог и трещин в асфальте», — говорит Наката.

Изучение адаптаций растений

Это исследование эффекта городской среды на растения до сих пор в основном ограничивалось сравнением сельских и городских ландшафтов, но не разных городских сред друг с другом.

Ушимару объясняет: «Этот регион сохраняет значительное количество сельскохозяйственных угодий в городской зоне, что создаёт условия, позволяющие нам сравнивать относительно хорошо сохранившиеся сельскохозяйственные угодья с парками и обочинами дорог».

В Journal of Ecology экологи сообщают, что у растений, растущих в разных средах обитания, были значительные различия по различным признакам, таким как высота и период цветения.

Ушимару говорит: «Мы смогли чётко показать, что произошло адаптивное излучение, которое биологи называют так, когда вид диверсифицируется в разных средах обитания. И мы обнаружили, что факторы, явно связанные с урбанизацией, в частности, повышенные температуры поверхности земли, искусственно затенённые среды и снижение кислотности почвы, определяют эти различия».

В городских условиях максимальная температура поверхности земли была примерно на 8 °C выше, чем в сельской местности, и этот так называемый «эффект теплового острова» был особенно сильным фактором, способствующим диверсификации признаков.

Менее 100 лет назад большая часть исследуемой территории была занята рисовыми полями и лесами, а урбанизация действительно усилилась только менее 60 лет назад. Это означает, что вариации признаков, обнаруженные командой Университета Кобе, должны были развиться в течение этого короткого промежутка времени.

В своём исследовании команда тщательно проверила, не были ли различия, которые они обнаружили, вызваны возможными случайными колебаниями в генетическом составе основателей соответствующих популяций растений. Однако, поскольку они смогли исключить это, адаптации, которые они обнаружили, «вероятно, связаны с быстрой адаптивной эволюцией в течение примерно 60 лет», как пишут исследователи в своей статье.

«В дальнейшем мы хотим провести эксперименты по культивированию, которые воспроизводят сложные полевые условия, чтобы выяснить, каким образом различные признаки полезны для растений. И мы также хотим узнать, в какой степени эти адаптации закреплены в ДНК растений», — говорит Ушимару.

Его бывший студент заключает: «Эти выводы — лишь отправная точка для исследований в более широком масштабе».

Предоставлено Университетом Кобе

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте