Как связаны между собой дубы, уже давно ставит перед учеными задачу. Доктор Эндрю Хипп, старший научный сотрудник Мортонского дендрария, возглавил международную группу из 24 ученых, которые впервые раскрыли историю глобального разнообразия дубов, используя секвенирование ДНК 260 видов дуба в сочетании с геномным картированием и данными окаменелостей.
Фундаментальные вопросы об отношениях между организмами и генами, которые управляют экологическим разнообразием, лежат в основе секретов биоразнообразия. Понимание прошлого этой важной с экологической, экономической и культурной точки зрения группы обеспечивает основу знаний, которая позволит ученым ответить на дополнительные вопросы о дубах и других деревьях, а также поможет в усилиях по сохранению.
«Эта работа демонстрирует, что дубы неоднократно и глобально диверсифицировались в ответ на экологические возможности», - говорит Хипп. «Изменения в глобальном ландшафте подарили нам разнообразие дубов, которое мы наблюдаем сегодня».
Лоскутное одеяло из историй
Новая статья, которая будет опубликована в журнале New Phytologist, будет доступна бесплатно через ранний просмотр онлайн в течение одного месяца, начиная с 14 октября. Исследование представляет собой наиболее подробный на сегодняшний день отчет об истории эволюции дубов в мире. Исследуя, какие части генома дуба отличают виды друг от друга, исследователи Мортонского дендрария в сотрудничестве с 17 учреждениями по всему миру обнаружили, что каждый ген или участок ДНК в геноме может записывать несколько историй; каждая секция несет историю видообразования одной линии дуба, но может отражать историю гибридизации другой линии. Другими словами, не существует какой-то одной области генома, определяющей дубы: это лоскутное одеяло историй, встроенных в геном, которые характеризуют историю эволюции дуба.
Кроме того, это исследование показывает, что разные линии дуба неоднократно диверсифицировались в одной и той же области. Красные дубы, белые дубы, дубы с кольцевой чашечкой, индюшачьи и пробковые дубы, а также три других секции дуба быстро возникли и разделились либо на Америку, либо на Евразию. Все эти линии можно найти в части их ареала по крайней мере с одной другой линией. По мере того, как дубы мигрировали, виды скрещивались, гибридизировались и диверсифицировались в ответ на изменения в ландшафте. Самые высокие темпы разнообразия видов были связаны с миграциями на новые территории. Снова и снова дубы использовали экологические возможности для производства разнообразия, которое мы видим сегодня, обеспечивая людей кораблями, домами, винными бочками, мебелью и желудями, а также обеспечивая пищу и дома для бесчисленных насекомых, млекопитающих, птиц и грибов.
«Эта статья впервые демонстрирует, что история разных линий [дуба] определяется разными наборами генов», - сказал соавтор, д-р. Антуан Кремер из Французского национального института сельскохозяйственных исследований. «История эволюции дуба особенно увлекательна из-за экологической и морфологической конвергенции разных линий дуба, которые сосуществуют на одном континенте».
Важность дубов
Дубы поддерживают экосистему планеты, как это делают очень немногие другие виды деревьев. Как величественные деревья, так и кустарники на суше, дубы имеют основополагающее значение для здоровья лесов, обеспечивая жизненно важную пищу, среду обитания и убежище для животных, птиц и насекомых, а также имеют наибольшее количество биомассы по сравнению с любыми другими видами деревьев в лесу. прилагают больше усилий для очистки воздуха, чем многие другие виды деревьев. Сегодня дубы нуждаются в помощи людей. Во всем мире дубы находятся под угрозой из-за вредителей, болезней и потери среды обитания. Если дубы исчезнут, это нарушит хрупкий баланс лесных экосистем и лишит людей их благ. Исследователи и защитники окружающей среды Мортонского дендрария стремятся обеспечить процветание дубов. Узнайте больше о том, что делает дендрарий Мортона для сохранения дубов во всем мире.