lovesouthernsocial.com

Istraživači istražuju kako izumiranje ptica i klimatske promene utiču na genetski diverzitet i očuvanje palminog drveta Atlantske šume

Postoji niz faktora koji izgleda utiču na opstanak palme jucare, iz koje se dobija najkvalitetnije srce palme – i iz tog razloga, najcenjenije. Pored snažnog pritiska ilegalne seče jučare i uništavanja Atlantske šume, izumiranje ptica i klimatske promene mogu dovesti do izumiranja ove vrste u divljini.

Fenomen izumiranja životinja naučnici nazivaju defaunacijom. Gubitak životinjskih vrsta odgovornih za širenje semena i klimatske promene se generalno ignorišu u očuvanju flore. Ova dva faktora su tokom godina istraživanja otkrili biolog Mauro Galetti i njegov tim sa Odeljenja za ekologiju na Državnom univerzitetu Sao Paulo (Unesp), u Rio Klaru.

Srce palme može se izdvojiti iz stabljike nekoliko vrsta palmi, ali one koje se obično koriste za konzumiranje su jucara, palma breskve i açaizeiro (ili açaí). jucara palma (Euterpe edulis) je porijeklom iz Atlantske šume, dok su ostale vrste iz Amazona.

Razlika između ove tri vrste je u tome što jucara ima jedno deblo, dok ostale formiraju grudve. Tako, prilikom vađenja srca palme, palma jucara umire, dok palma breskve i acai niču iz glavnog debla, kao što je slučaj sa stablima banane.

Druga važna razlika je u tome što je jucari potrebno osam do 12 godina da proizvede kvalitetno srce palme, dok se palma breskve može izvaditi samo 18 meseci nakon sadnje.

Zbog toga, vađenje palminog srca jucare nužno nastaje u seči odraslih jedinki, po mogućstvu onih većih dimenzija (palme mogu dostići visinu od 20 metara). Kada se odrasle jedinke poseku, ima manje biljaka za proizvodnju semena koje treba raspršiti da proklija. Populacija opada i može čak i izumrijeti lokalno.

Zbog svih ovih razloga palma jucara je uvrštena na Crvenu listu vrsta flore u Brazilu u opasnosti od izumiranja, koju je pripremio Nacionalni centar za očuvanje flore.

Očuvanje jucare je direktno povezano sa održavanjem biodiverziteta Atlantske šume. Njegovo seme i plodovi služe kao hrana za više od 48 vrsta ptica i 20 vrsta sisara. Tukani, jacutinga, guani, drozd i araponga su glavni odgovorni za širenje semena, dok agouti, tapiri, okovratnici pekari, veverice i mnoge druge životinje imaju koristi od njihovog semena ili plodova. Voće je bogato mastima i antioksidansima, zbog čega je toliko traženo kod životinja.

Istraživači Unesp-a su otkrili da je ubrzano smanjenje populacije raspršivača semena, zbog fragmentacije ili uništavanja semena. staništa ili ilegalnim hvatanjem, glavni je uzrok gubitka genetske varijabilnosti jucare. A kada se genetska varijabilnost izgubi, vrsta postaje krhkija da se suoči sa budućim izazovima, kao što su klimatske promene koje utiču na planetu.

U studiji objavljenoj u Conservation Genetics, istraživači sa Unesp-a, Federalnog univerziteta u Gojasu i Državnog univerziteta Santa Kruz zaključili su da je trenutni obrazac genetske raznolikosti u E. edulis u Atlantskoj šumi je kombinacija klimatskih promena u poslednjih hiljadama godina i ljudskog delovanja , kao što je uništavanje staništa i izumiranje ptica koje rasturaju seme.

U ovom radu istraživači su otkrili da je genetska raznolikost palme jucara smanjena klimatskim promenama u poslednjih 10.000 godina (prirodno-istorijski proces) i da se danas ovaj proces može objasniti izumiranjem velikih ptica koje žive sa plodovima (antropski proces, tj. je, proizilazi iz ljudske aktivnosti).

Ovo otkriće navelo je istraživače da pokušaju da shvate kako ptice koje se hrane plodovima utiču na proces genetske diferencijacije jucare.

Istraživanja sprovedena u laboratoriji profesora Galetija već su potvrdila da postoji veza između smanjenja veličine semena jucare (koja prirodno varira od osam do 14 milimetara u prečniku) i lokalnog izumiranja velikih ptica koje raspršuju svoje seme.

U radu objavljenom u časopisu Наука 2013. istraživači su istražili 22 oblasti Atlantske šume raspoređene između Parane, Sao Paula, Rio de Žaneira, Minas Žeraisa i južne Baije. Otkrili su da u oblastima gde su postojale velike ptice koje žive sa plodovima kao što su tukani (Ramphastos spp.), jacus (Penelope spp.) i jacutingas (i>Aburria jacutinga), seme jucare je bilo veće i prelazilo je 12 milimetara. U onim krajevima gde su preovlađivale samo manje vrste i sa manjim kljunovima, kao što je drozd (Turdus spp.), prečnik semena jucare nije prelazio 9,5 milimetara.

Drugim rečima: u oblastima Atlantske šume gde je populacija tukana, guana, paukova majmuna (nudicollis) i jacutingas je lokalno izumrla zbog lova, veće seme se više nije raspršilo, pošto je preveliko za male voćojede kao što je drozd, koji može da proguta samo sitno seme. Seme koje ptice ne konzumiraju ne klija, odnosno jućara zavisi od ptica da bi održala svoju populaciju.

Takva razlika u veličini semena može izgledati mala, ali nije. Važan je za očuvanje palme. „To je zato što manje seme lakše gubi vodu jer ima manju površinu i to čini palme osetljivijim na povećanje perioda suše, što bi trebalo da poveća njihovu učestalost sa klimatskim promenama“, objašnjava Galeti.

Istraživači su otkrili da u šumama u blizini Rio Klara gde preovlađuju jucare sa sitnim semenom, posle teške suše 2014. godine, jednostavno nisu klijale.

„Selektivni pritisak izazvan defaunacijom je toliko jak da je u nekim oblastima bilo potrebno samo 50 godina da veće seme jucare nestane. Da li je takva selekcija primetna na genetskom nivou? Upravo je ovo otkriće dovelo do našeg novog rada“, rekla je biolog Karolina da Silva Karvaljo, doktorant na Galetiju.

U studiji objavljenoj 2016 Naučni izveštaji, iz grupe priroda, Unesp grupa je pokazala da defaunacija, daleko od promene fenotipske varijabilnosti (veličine) semena jucare, dovodi do evolucionih promena u populacijama Euterpe edulis, odnosno u svom genotipu.

Istraživanje je podržala Fondacija za podršku istraživanju države Sao Paulo (Fapesp) u okviru Tematskog projekta „Ekološke posledice defaunacije u Atlantskoj šumi” i Redovne pomoći „Nove metode uzorkovanja i statistički alati za istraživanje biodiverziteta: integrisanje kretanja ekologija sa stanovništvom i ekologija zajednice”.

„U ovom radu želeli smo da znamo da li bi izumiranje velikih ptica koje žive sa plodovima moglo da dovede do genetske promene u palminim srcima. Međutim, znali smo da istorijski faktori mogu uticati i na genetsku raznolikost srca palme. Dakle, izgradili smo skup hipoteza i procenili koji proces najbolje objašnjava obrazac genetske raznolikosti među populacijama E. edulis“, rekao je Karvaljo.

Istraživanje je uzelo u obzir tri glavne varijable koje bi mogle uticati na genetske promene među populacijama palme jucara. Prvo su uključeni podaci o gubitku velikih plodoždernih agenasa koji raspršuju seme jucare (defaunacija).

Drugo, podaci o biogeografskom poreklu različitih populacija E. edulis. Ispitivane su razlike u populacijama palmi koje rastu u prašumama, gušćim i vlažnijim šumama, sa zimzelenim lišćem, i onih koje rastu u polulistopadnim, otvorenijim i suvljim predelima, sa vegetacijom koja sezonski osipa.

Takođe je istraživana uloga fragmentacije atlantske šume u promeni genotipske varijabilnosti jucare. Fragmentacija šuma može dovesti do drastičnog smanjenja veličine populacije i povećane prostorne izolacije populacija, čime se smanjuje njihov genetski diverzitet.

„Naš rad je jasno pokazao genetsku diferencijaciju između palmi na mestima sa i bez velikih ptica, i zaključili smo da izumiranje velikih plodoždera menja evoluciju jucara srca palme“, dodaje Karvaljo.

Da li je ova genetska razlika povezana sa veličinom semena? „Još ne znamo. Nismo došli do tačke da analiziramo genomiku jucare da bismo otkrili koji su geni odgovorni za varijacije u veličini semena. Ono što možemo reći je da defaunacija menja prirodnu selekciju jer se samo mala semena jucare raspršuju i takođe utiče na genetiku biljke“, rekao je Galeti.

Uzimajući u obzir sve što je do sada pronađeno, da li je moguće preokrenuti ovu situaciju? Drugim rečima, da li je moguće garantovati da populacije koje imaju samo malo seme prežive u uslovima klimatskih promena?

Istraživači sada nastoje da povrate genetsku raznolikost i varijabilnost veličine semena jucare tamo gde je ugrožena.

„U mnogim prirodnim oblastima, ako ne intervenišemo, populacije palminog srca mogle bi nestati sa klimatskim promenama jer male seme gube više vode i ne klijaju. Drugim rečima, u toplim, sušnim godinama, seme neće klijati“, rekao je Galeti.

„U ovoj novoj fazi projekta, želimo da procenimo najbolji način za oporavak genetske varijabilnosti i veličine semena u populacijama u kojima su izumrli veliki raspršivači semena. Postoje oblasti sa velikim i malim semenima. Međutim, samo krupno seme se ne raspršuje, s obzirom na odsustvo većih ptica. A postoje oblasti u kojima je veliko seme već nestalo. Stoga analiziramo da li je jednostavno ponovno uvođenje velikih ptica dovoljno da garantuje potpuni oporavak semena palminog srca ili su nam potrebne druge, efikasnije strategije obnove“, rekao je Karvaljo.

„Bez palminog srca jučara, Atlantska šuma će biti osiromašena, jer jućara hrani najveće raspršivače semena u šumi“, komentariše Galeti. „Na predavanju o ovom problemu poljoprivrednicima i ljudima koji održavaju rasadnike jucare, brzo su mi rekli da će od sada birati veće seme i proizvoditi sadnice od ovog semena“, rekao je Galeti.

Proučavanje ekologije palme jucara zauzima centralno mesto u Galetijevoj naučnoj putanji. „Počeo sam da proučavam širenje semena dok sam još diplomirao 1986, sa Fapesp stipendijom. Proučavao sam koje su se ptice raspršile i lovile seme jucare. To je bila osnova svih naših daljih studija, jer imamo čvrstu osnovu u prirodnoj istoriji o interakciji srca plodoždera i palme i sa velikim samopouzdanjem možemo reći koji su najbolji raspršivači jučare“, rekao je on.

Članci:

Klimatska stabilnost i savremeni ljudski uticaji utiču na genetski diverzitet i status očuvanosti tropske palme u Atlantskoj šumi Brazila (doi: 10.1007/s10592-016-0921-7), od Carolina da Silva Carvalho, Liliana Ballesteros-Mejia, Milton Cezar Ribeiro, Marina Corrêa Côrtes, Alesandro Souza Santos i Rosane Garcia Collevatti: //link. /10.1007/s10592-016-0921-7.

Defaunacija dovodi do mikroevolucionih promena u tropskoj palmi (doi:10.1038/srep31957), od Carolina S. Carvalho, Mauro Galetti, Rosane G. Colevatti i Pedro Jordano: //www.nature.com/articles/srep31957.

Funkcionalno izumiranje ptica pokreće brze evolucione promene u veličini semena (doi: 10.1126/science.1233774), Mauro Galetti, Roger Guevara, Marina C. Cortes, Rodrigo Fadini, Sandro Von Matter, Abraão B. Leite, Fabio Labecca, Thiago Ribeiro, Carolina S. Carvalho, Rosane G. Mathias M. Pires, Paulo R. Guimarães Jr., Pedro H. Brancalion, Milton C. Ribeiro i Pedro Jordano. 2013: //science.sciencemag.org/content/340/6136/1086.

Izvor: Piter Mun, iz agencije FAPESP