Badania unijne wskazują na poważne zagrożenie genetyki roślin arktycznych przez zmiany klimatu

Napisany przez Łukasz Misiuna dnia 2 lutego 2012.
Zapisano w Badania, Nowości
Tagi: , , , , ,

Zespół austriackich, francuskich i norweskich naukowców odkrył w toku nowych, finansowanych ze środków unijnych badań, że temperatury rosnące w następstwie zmian klimatu będą mieć różnicujące konsekwencje genetyczne w ramach jednego, arktycznego gatunku roślin. Istnieje nadzieja, że te nowe wyniki przyczynią się do ukierunkowania przyszłych działań podejmowanych na rzecz ochrony przyrody w regionie i pomogą naukowcom wskazać gatunki, które priorytetowo należy objąć ochroną.

Podczas gdy naukowcy spodziewają się, że większość gatunków roślinnych utraci część swojego obecnego siedliska na skutek zmian klimatu, wyniki nowych badań pokazują, że w ramach danego gatunku nie wszystkie rośliny doświadczą tych samych konsekwencji genetycznych.

Badania, których wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie Proceedings of the Royal Society B, uzyskały dofinansowanie z projektu ECOCHANGE (Wyzwania w ocenie i prognozowaniu bioróżnorodności oraz zmian ekosystemów w Europie), który otrzymał 6.999.998 EUR z budżetu Szóstego Programu Ramowego (6PR) UE.

Wraz z upływem czasu, zmiany klimatu będą coraz silniej oddziaływać na różnorodność biologiczną, a najmocniej w Arktyce i środowiskach alpejskich, które są narażone na najbardziej ekstremalną postać tych zmian. Dlatego tak istotne znaczenie ma badanie skutków genetycznych, jakie wywiera ocieplanie się klimatu na bioróżnorodność. Zespół przeanalizował 10.000 próbek 27 gatunków roślin z Arktyki i niektórych środowisk alpejskich w Europie Środkowej.

Chociaż istnieje mnóstwo wcześniejszych badań, które skupiały się na poznawaniu wpływu zmian klimatu na różnorodność biologiczną, niewiele z nich uwzględniało zmienność genetyczną w ramach konkretnych gatunków, koncentrując się raczej na gatunku jako całości. Wyniki wskazują, że gatunek, który wykorzystuje wiatr i ptaki do rozsiewania swoich nasion utraci mniej różnorodności genetycznej w cieplejszym klimacie niż taki, który ma bardzo ograniczone rozsiewanie nasion.

Autorka naczelna raportu z badań, Inger Greve Alsos z Centrum Uniwersyteckiego na Svalbardzie w Norwegii, mówi: "W ramach tych badań po raz pierwszy użyto danych empirycznych do oszacowania utraty różnorodności genetycznej z powodu utraty siedliska przez kilka gatunków roślin w różnych scenariuszach klimatycznych. Zmienność genetyczna ma kluczowe znaczenie w adaptowaniu się gatunku do zmieniającego się klimatu. Jeżeli gatunek o ograniczonym rozsiewaniu nasion wyginie na danym obszarze, oznacza to, że doświadczy jako całość nieodwracalnej utraty różnorodności genetycznej."

Jednym z przykładów jest jaskier lodnikowy (Ranunculus glacialis). Gatunek ten rośnie wyłącznie na szczytach gór i ma mały przepływ genów między populacjami, stąd realna obawa, że utraci dużą część swojej różnorodności genetycznej w cieplejszym klimacie. Z drugiej strony brzoza karłowata (Betula nana) lepiej przystosuje się do cieplejszego klimatu, gdyż ten gatunek rozsiewa swoje nasiona za pomocą wiatru i ma długi cykl życia, który może wynieść nawet ponad 100 lat. Brzoza karłowata nie musi się zbytnio martwić, gdyż zachodzi wystarczający przepływ genów między populacjami.

Postać rozwojowa gatunku ma również istotne znaczenie. Drzewa i krzewy są zwykle wyższe i żyją dłużej niż trawy, a także sprawniej rozsiewają i zachowują swoje geny niż większość gatunków traw. Niektóre gatunki, których siedliska mogą skurczyć się o 80%, nadal zachowają jednak ponad 90% swojej różnorodności genetycznej. Inne gatunki mogą utracić tylko połowę swojej różnorodności genetycznej, jeżeli ich siedlisko zmniejszy się o 65%.

Wiele zaawansowanych podejść opartych na modelowaniu wykorzystano do tej pory do oceny wpływu zmian klimatu na bioróżnorodność i ekosystemy. Pośród tych ocen znajdują się zaawansowane scenariusze społeczno-ekonomiczne i projekcje wydajności rozmieszczenia gatunków, zbiorowisk i biomów oraz funkcjonowania ekosystemów.

Aczkolwiek podejścia te mają swoje ograniczenia. Po pierwsze, wiedza i dane na temat rozmieszczenia gatunków w przeszłości nadal jest cząstkowa, niemniej niezbędna do testowania ich w przeszłości przed prognozowaniem w przyszłości. Potrzebujemy wiarygodnych szacunków tempa migracji gatunków na duże odległości, aby ocenić, czy będą w stanie dotrzymać kroku szybkim zmianom globalnym. Ponadto niektóre kluczowe założenia modeli, takie jak stabilność niszowa w czasie i/lub przestrzeni, nie zostały poddane gruntownym testom. Naukowcy są również przekonani, że potrzebujemy wiarygodniejszych szacunków niewiadomych w przewidywaniach modeli.

Nadrzędnym celem projektu ECOCHANGE, który rozpoczął się w 2007 r. i ma być realizowany do marca 2012 r., jest usunięcie tych ograniczeń poprzez włączenie różnych podejść opartych na modelowaniu, które są obecnie wykorzystywane (oparte na niszy, dynamice, rozsiewaniu itd.) oraz opracowanie wydajnych metodologii do oceny niewiadomych związanych z tymi przewidywaniami.

Więcej informacji:

Centrum Uniwersyteckie na Svalbardzie (UNIS):
http://www.unis.no/

 

Źródło:Cordis.europa.eu

fot.Ł.Misiuna