Для молодых растений время - это почти все. Теперь ученые обнаружили, что травоядные животные, питающиеся растениями, могут многое сказать об эволюции на этом уязвимом этапе жизни.
Как только росток растения прорвется через поверхность почвы и начнет расти, широкий спектр факторов будет определять, будет ли он процветать или погибнет.
Ученые давно поняли, что естественный отбор благоприятствует ранним всходам семян. Всходы, которые появляются в начале вегетационного периода, должны иметь конкурентное преимущество в монополизации ценных почвенных ресурсов. Ранний рост также должен означать больший доступ к свету, поскольку ранние производители могут блокировать солнечный свет для саженцев, которые появляются позже в этом сезоне.
Несмотря на множество доказательств того, что раннее прорастание очень полезно, многие растения прорастают позже. Почему?
Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего в недавнем исследовании обнаружили, что травоядные могут многое сказать в определении того, как время прорастания способствует росту растений.
Исследование, опубликованное в журнале Evolution Letters бывшим аспирантом Калифорнийского университета в Сан-Диего Джозефом Уотертоном и профессором Отделения биологических наук Эльзой Клиланд, показало, что некоторые травоядные позвоночные, включая мышей, кроликов и птиц, играют недооцененную роль в формировании естественных отбор в росте растений. Из-за более ранних моделей сезонного роста, возникающих в результате изменения климата, новые результаты могут учитываться в эволюционных реакциях на глобальные изменения окружающей среды.
«Время прорастания - очень важная черта, влияющая на приспособленность растений и их способность к выживанию и размножению», - сказал Уотертон, получивший докторскую степень в области биологических наук и сейчас работающий в Университете Индианы. «До этого исследования мы не понимали, какую роль сыграли травоядные в эволюции этого признака - у нас было очень мало представлений о том, что сформировало этот признак, кроме аспектов абиотической среды, таких как климат».
В полевых исследованиях с использованием двух видов калифорнийских трав Уотертон и Клеланд обнаружили, что ранние всходы больше подвержены влиянию позвоночных травоядных, чем те, которые появились позже, вероятно, потому, что они были первыми и самыми большими участками зелени, доступными на ландшафте. в начале вегетационного периода, когда мало что еще росло. Они обнаружили, что такое раннее сезонное потребление травоядными животными снижает преимущества раннего появления всходов.
Проведенное на биологической полевой станции Калифорнийского университета в Сан-Диего в начале 2018 года, исследователи изучили местные травы Stipa pulchra и неместные травы Bromus diandrus, распространенные в Калифорнии виды трав с совершенно разным происхождением и стратегиями роста, на соседних участках, которые либо исключен, либо разрешен доступ к позвоночным травоядным. Результаты показали, что травоядные последовательно ослабляют успех ранних всходов обоих видов трав.
Поскольку силы изменения климата смещают сроки многих стадий жизни растений в начале года, новое исследование показывает, что травоядные животные, вероятно, действуют как противодействующая сила.
«Растения, которые прорастают раньше, чем их соседи, как правило, побеждают. Но наше исследование показывает, что травоядные растения в начале вегетационного периода могут свести на нет преимущество раннего прорастания», - сказал Клеланд, профессор экологии, поведения и эволюции. Раздел.«Это важно, потому что для того, чтобы сохраняться и идти в ногу с изменением климата, многим видам потребуется сместить сезонные сроки. Наше исследование показывает, что мы не можем точно оценить силу естественного отбора по ключевым признакам, если мы не учитываем для реалистичных сил, действующих в природе, таких как травоядность растений».
Исследование финансировалось стипендией аспиранта-исследователя Института изучения экологических последствий климатических воздействий Калифорнийского университета (ISEECI) и Мемориальной стипендией Жанны М. Мессье.