Как ученые решали загадку происхождения пустынной растительности

На нашей планете есть множество природных зон и биомов, каждый из которых обладает своей уникальной растительностью, и даже у пустынь, имеющих репутацию безжизненных земель, есть свои обитатели. Именно пустыням ученые уделяют особое внимание, поскольку лишь немногие организмы способны жить и процветать в столь агрессивных условиях.

Существуют целые группы растений, имеющих специальные приспособления для жизни в жарком засушливом климате: запасающие воду ткани, глубокая корневая система, редуцированные листья и т.д. Их назначение давно известно и в целом очевидно: они образовались в результате эволюции и служат для адаптации к среде. Однако ход этой самой эволюции долгое время вызывал у ученых вопросы. Дело в том, что пустыни существовали не всегда и появились уже после того, как зародились первые высшие растения. Стало быть, есть два вероятных сценария появления пустынных растений: либо пустынные земли заселили те растения, которые уже были устойчивы к жаре и засухе, либо изначальные виды были приспособлены к более умеренному климату, но вынуждены были эволюционировать под натиском изменения климата.

За разгадывание этой тайны взялись исследователи из Калифорнийского университета. В качестве объекта исследования были выбраны растения рода Perityle, или, как еще их называют, скальные маргаритки. Они произрастают в горах Мексики и сталкиваются примерно с теми же факторами, что и пустынные растения: избыток солнца, высокие температуры, засуха. Из-за этого виды Perityle распространились за пределы естественного ареала и встречаются не только на скалах, но и в пустынях. Из-за этой интересной закономерности ученые решили, что на примере Perityle можно будет выявить, каким образом растения других экосистем становятся пустынными обитателями.

Руководитель исследования Исаак Лихтер-Марк на протяжении нескольких месяцев собирал образцы скальных маргариток в североамериканских пустынях. Позже ученые секвентировали ДНК 73 из 84 экземпляров и систематизировали данные об особенностях каждого растения и его условиях произрастания. Затем они сравнили их с окаменелостями древних маргариток, чтобы отследить эволюционный путь, который прошел этот род растений.

Результаты исследования помогли сделать вывод, что маргаритки, которые сегодня встречаются в пустынях, приспособились к этим условиям благодаря «подготовке», которую прошли, обитая на скалах. Эта работа показывает: чтобы растение выжило в новых условиях, для этого нужны определенные предпосылки, и нет никакой гарантии, что вид, не имеющий приспособлений для выживания в жарком климате, сможет адаптироваться к быстрому изменению климата. Это знание особенно важно в свете новостей о глобальном потеплении, которое вынуждает людей еще бережнее относиться к природным экосистемам.