Ученые из Крыма помогли раскрыть механизм экологической катастрофы в Северной Америке
Ученые Института биологии южных морей им. А.О. Ковалевского РАН (ИнБЮМ РАН) в составе международной коллаборации провели масштабное исследование, показывающее, как локальная акклиматизация способствовала распространению одного агрессивного вида травянистого растения (костра кровельного) на территории Северной Америки.
Костёр кровельный (Bromus tectorum) — однолетнее или двулетнее травянистое растение из семейства злаковые. Его первичный ареал охватывал Средиземноморье, юг Восточной Европы, Центральную и Западную Азию. Сейчас этот вид массово встречается по всей Евразии, Северной и Южной Америки, присутствует в ЮАР, Австралии и на островах Новой Зеландии.
«В США костёр кровельный — широко распространённый инвазионный вид, чужеродный и агрессивный, который появился в стране во второй половине XIX века. Это растение несет серьезную проблему для местных экосистем, а также для развития сельского хозяйства. Замещение местных видов на костёр кровельный влияет на потерю части кормовой базы животных, что очень опасно в условиях засушливого климата. В аридных районах кормовая база травоядных животных очень ограничена, а заменить ее при внедрении инвазионного растения нечем. Этот «пришлый» вид активно внедряется в посевы пшеницы, снижая урожайность зерновых», — рассказала один из авторов статьи, старший научный сотрудник лаборатории ландшафтной экологии и геоматики ФИЦ ИнБЮМ, кандидат географических наук Екатерина Каширина.
Исследование, в котором приняли участие 59 ученых из 12 стран, заключалось в масштабном анализе костра кровельного из разных уголков мира. Полная выборка для эксперимента состояла из растений, отобранных в природных ареалах Европы, Средиземноморья, Западной Азии, а также экземпляров из вторичного ареала — Новой Зеландии, ЮАР, Аргентины, России. В Северной Америке образцы собирали в районах с разными экологическими условиями. Далее растения высушивали для получения семян, которые отправляли в лабораторию Пенсильванского университета в США, где специалисты проводили полногеномное секвенирование.
В результате исследователи воссоздали процесс заноса и распространения костра кровельного по территории Северной Америки, выявили механизмы адаптации к нему других растений в разных районах. Подобная работа проводилась впервые.
«В России отбор проб мы проводили на территории Крымского полуострова: в районе Балаклавы, мыса Айя и села Прохладное Бахчисарайского района. Южный берег Крыма был выбран как участок естественного ареала (Средиземноморье, внутренняя гряда гор) для сравнения. Здесь костёр кровельный, как правило, небольшой высоты — до 10-15 см, при хорошем увлажнении может достигать 50 см. Его соцветие — это односторонняя метелка с тонкими, поникающими, дуговидно изогнутыми веточками. На полуострове костёр кровельный является видом естественной («родной») флоры, т.е. он имеет свои экологические ниши в местных экосистемах. Произрастает на каменистых склонах, засушливых участках степных равнин и гор. При этом, в соседних регионах нашей страны вид является инвазионным и внесен в Черную книгу флоры Средней России», — отметила Екатерина Каширина.
Результаты исследования показали, что многократная интродукция и миграция в пределах ареала инвазии способствовали местной адаптации и успеху костра кровельного на западе Северной Америки. Понимание того, как окружающая среда и поток генов влияют на приспособление и распространение инвазивных видов растений, крайне важно для борьбы с ними, а выработка эффективных механизмов борьбы с такими видами, по мнению авторов, будет способствовать сохранению местных экосистем.
Источник: Официальный ресурс Министерства образования и науки Российской Федерации