17/06/2024
0Эти баобабы в парке Сине-Салум, Сенегал, появились из саженцев, которые приплыли с Мадагаскара. Туул и Бруно Моранди/Getty Images
В мире существует восемь видов баобаба, и они имеют удивительное распространение. Шесть из них произрастают на Мадагаскаре, острове в Индийском океане, один – на африканском континенте, а последний – далеко в Австралии.
Происхождение этой группы растений издавна интересовало людей. Я присоединился к глобальной команде исследователей в области генетики и геномики растений под руководством Тао Вана и Цин Фенг Ванга из Уханьского ботанического сада в Китае и Илии Лейтч из Королевского ботанического сада Кью в Лондоне, чтобы провести последовательность, сборку и изучение геномов всех восьми видов баобабов.
Баобабы – удивительные ключевые виды, способные служить пищей и укрытием для широкого разнообразия животных. Они могут достигать огромных размеров (в зависимости от вида) как в высоту, так и в диаметре. Самые крупные виды могут возвышаться над пологом. Когда вы встречаете большой африканский баобаб сам по себе, он действительно напоминает “Домашнее дерево” из фильма “Аватар” не только из-за своих размеров, но и потому, что поддерживает такое огромное разнообразие жизни.
Благодаря углубленному анализу геномных данных мы смогли выяснить, насколько велико генетическое разнообразие каждого вида. Это важно, поскольку может показать, насколько каждый вид устойчив к некоторым серьезным экологическим проблемам, с которыми сталкиваются баобабы, таким как проблемы землепользования и изменение климата, и, следовательно, насколько велик риск их вымирания.
Наше исследование показало, что все баобабы, которые мы видим сегодня, появились на Мадагаскаре. Они начали эволюционировать и образовали отдельные виды около 21 миллиона лет назад. Позже два из этих видов попали в Африку и Австралию, а затем вымерли на Мадагаскаре.
Баобабы Африки и Австралии появились в течение последних 12 миллионов лет на Мадагаскаре.
Эволюционная история баобабов
В геномах баобабов мы обнаружили свидетельства древней гибридизации между видами. Это означает, что все они когда-то жили вместе на Мадагаскаре и скрещивались между собой. Добавив геологические и палеоклиматические данные, мы смогли рассчитать, что на Мадагаскаре эволюционировали разные виды баобабов под влиянием ледниковых периодов и уровня моря, который повышался и понижался на протяжении миллионов лет.
Австралийский баобаб в Кунунурре, Западная Австралия. Julie Fletcher/Getty Images
Африканский вид (Adansonia digitata), как и австралийский (Adansonia gregorii, также известный как “боаб”), почти наверняка покинул Мадагаскар в виде семян или саженцев, плавающих на кучах обломков, сцепленных в плоты, которые были унесены в море реками, разбухшими от внезапных штормов. Ранний пионер африканского баобаба, вероятно, появился в течение последних 12 миллионов лет.
С тех пор его численность росла, часто с помощью слонов, которые поедали его семена. Многие семена баобаба проходят через слонов без повреждений и попадают в навозные кучи на расстоянии до 65 км от того места, где слон съел плод баобаба.
Мы полагаем, что к тому времени, когда деревья баобаба распространились по континенту в Западную Африку, в процессе образования пыльцы или яиц произошла ошибка в делении клеток, в результате чего у сеянцев африканского баобаба увеличилось число хромосом в клетках (с 88 до 168). Такое увеличение числа хромосом часто встречается у растений и известно как полиплоидия. Полиплоидия – это процесс, который генетически изолирует растение от его родителей. В отличие от большинства животных, растения могут самоопыляться для увеличения своей численности. Таким образом, генетическая ошибка, в редких случаях, может привести к появлению нового вида.
Новый полиплоидный баобаб, вероятно, стал доминирующим видом в Африке, вытеснив родительские виды по всему континенту. Это могло произойти примерно за 2 500 лет, если исходить из расчетов того, как быстро слоны могут переносить семена баобаба.
Я утверждаю, что полиплоидный баобаб вытеснил своих родителей. Но так ли это? В настоящее время мы выясняем, существует ли древняя форма баобаба (возможно, под названием Adansonia kilima) в Зимбабве, на склонах горы Килиманджаро и за ее пределами. Ученые предположили это после того, как анализ листьев баобаба и числа хромосом в этих районах позволил предположить, что они происходят от двух разных видов баобаба. Однако эти сообщения еще предстоит проверить. Чтобы выяснить, существует ли еще Adansonia kilima, баобаб с оригинальным хромосомным числом 88, необходимо провести дополнительную детективную работу.
Их удивительная форма роста
Баобабы известны как “деревья жизни”, поскольку они поддерживают окружающую экосистему и множество форм жизни, которые живут в их полых стволах, гнездятся на ветвях и питаются их нектаром и плодами. Корневые системы массивны и способствуют замедлению эрозии почвы и рециркуляции питательных веществ.
Массивные стволы представляют собой полые цилиндры из низкокачественной древесины, содержащие множество живых клеток, наполненных водой. Некоторые из самых больших и старых баобабов в Австралии, по оценкам специалистов, вмещают более 100 000 литров воды. Наполненные водой клетки ствола создают гидростатическое давление, которое придает дереву прочность (вода действует подобно воздуху в надувном замке).
Национальный парк Тарангире, Танзания. Norbert Hentges/Getty Images
К несчастью для дерева, ствол может служить источником воды для слонов. В особенно засушливые сезоны деревья повреждаются или уничтожаются, поскольку слоны сдирают кору, чтобы добыть воду в древесине. Кора также частично устойчива к пожарам, что очень важно для растения, обитающего в саванне.
Цветы баобаба крупные и развивались вместе с крупными ночными животными, питающимися сахаром, такими как ястребиные мотыльки, фруктовые летучие мыши и мадагаскарские лемуры.
Почему это важно
Авеню баобабов, Мадагаскар. Ignacio Palacios/Getty Images
Два мадагаскарских вида уже занесены в Красную книгу Международного союза охраны природы. Они существуют в небольшом количестве и могут выжить только в определенных местах обитания, которые сокращаются. Они не отличаются генетическим разнообразием. Мы рекомендуем поднять угрозу их вымирания до следующего уровня – критически опасного, чтобы их можно было защитить.
Наше исследование показывает, что третий, еще более редкий вид (уже находящийся под критической угрозой исчезновения) уязвим для гибридизации – скрещивания с более распространенным видом. Это означает, что редкий вид может оказаться генетически переполненным и потерять свою отличительную особенность.
На практике это может означать принятие сложных природоохранных решений, таких как удаление более распространенного вида баобаба там, где они встречаются вместе, высадка более редкого баобаба в подходящих местах, где нет более распространенного вида, или просто принятие того, что эти два вида будут постепенно терять свои отличительные особенности.
