Учёные проследили происхождение популяции ныне вымерших растений на вулканически активном острове Нишиношима

от

Учёные из Токийского столичного университета определили генетическую линию популяции ныне вымерших растений с острова Нишиношима, расположенного в зоне высокой вулканической активности. Частые извержения на этом острове периодически «перезапускают» растительность.

Исследователи отследили происхождение растений до соседнего острова, но обнаружили уникальные генетические особенности из-за редкости попадания семян на остров, включая «эффект основателя». Их выводы дают редкую возможность заглянуть в самые ранние стадии развития экосистемы в изолированной среде.

Исследование опубликовано в журнале Plant Systematics and Evolution.

Нишиношима

Нишиношима — часть цепи островов Огасавара, расположенная примерно в 1000 километрах к югу от Токио. На острове регулярно наблюдается вулканическая активность. Серия крупных извержений в 2013 году уничтожила почти всю растительность.

Хотя такие катастрофы губительны для растений, периодические «перезапуски» и удалённость острова позволяют учёным редко получать представление о ранних этапах развития экосистем, когда вновь прибывший генетический материал пытается закрепиться.

Команда под руководством профессора Кодзи Такаёми из Токийского столичного университета, ранее связанного с Киотским университетом, исследовала образцы портулака огородного (Portulaca oleracea), собранные на острове в 2019 году, незадолго до извержения, уничтожившего практически всю флору.

Хотя этот вид встречается в умеренном и тропическом климате по всему миру, популяция на Нишиношиме теперь считается вымершей. Генетический анализ был проведён на этих редких образцах, взятых из 51 отдельной популяции со всей Японии и Гуама.

Генетический анализ

Команда начала раскрывать происхождение популяции на Нишиношиме и её место в «генеалогическом древе» (phylogenetic tree) вида Portulaca oleracea. Они изучили как хлоропластную ДНК, так и геномный обзор ядерной ДНК, распределяя семейства на основе генетического сходства.

Было обнаружено, что они наиболее тесно связаны с популяциями, найденными на соседнем острове Чичидзима, другом вулканическом острове. Однако стало ясно, что у особей с Нишиношимы были отличительные генетические черты. Важно, что они, по-видимому, произошли от очень немногих особей, что привело к сильному перекосу в последующей генетической дивергенции. Это известно как «эффект основателя».

Семена портулака огородного плоские, сплюснутые и размером менее миллиметра, что облегчает их распространение ветром, птицами и океанскими течениями.

Анализ показал, что возможности для выживания растений на острове были очень ограничены; «эффект основателя», наблюдаемый в генетическом составе образцов, был очень сильным. Также были обнаружены доказательства генетического дрейфа, когда изолированные события, такие как тайфуны и извержения вулканов, а не естественный отбор, ответственны за изменения в генетике.

Работа команды — это первый взгляд на филогенетику ныне вымершей популяции. Уникальная среда островов даёт учёным возможность заглянуть в начальные стадии генетической эволюции в изолированных островных условиях — от того, как популяции образуются за счёт переноса семян, до того, как они выживают и процветают. Это также может привести к пониманию того, как популяции растений восстанавливаются после стихийных бедствий.

Предоставлено Токийским столичным университетом.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте