Evoluție blocată

Plantele evoluează constant ca răspuns la schimbările din mediul înconjurător, însă noi cercetări sugerează că unele specii s-ar putea adapta într-o direcție nefavorabilă.

Un studiu realizat de Universitatea din Michigan a constatat că ritmul de adaptare al zorelelor a scăzut cu 96% în doar nouă ani.

Acest lucru nu s-a întâmplat din cauza lipsei diversității genetice, ci deoarece presiunile evolutive concurente le-ar putea limita capacitatea de a răspunde schimbărilor climatice. Descoperirile evidențiază modul în care schimbările de mediu provocate de activitatea umană pot crea provocări neașteptate pentru plante și ecosisteme.

Când strategiile de supraviețuire intră în conflict

Pe măsură ce temperaturile cresc și tiparele meteorologice se schimbă, plantele trebuie adesea să își ajusteze anumite caracteristici, precum perioada înfloririi, pentru a supraviețui în noile condiții.

Zorelele par însă să se confrunte cu o altă presiune puternică: atragerea polenizatorilor din ce în ce mai puțini.

Cercetătorii au descoperit că trăsăturile care ajută plantele să atragă polenizatorii pot interfera cu cele care le permit să răspundă schimbărilor climatice. Florile mai mari pot crește șansele de a atrage insecte, în timp ce înflorirea mai timpurie poate ajuta plantele să se adapteze la temperaturile mai ridicate și la modificarea tiparelor de precipitații.

În timp, aceste caracteristici au devenit mai strâns legate între ele în populațiile de zorele. Ca urmare, selecția naturală a favorizat tot mai mult florile de dimensiuni mai mari, ceea ce ar putea reduce capacitatea plantelor de a-și ajusta perioada de înflorire ca răspuns la presiunile climatice.

Diversitatea genetică nu era problema

Una dintre cele mai surprinzătoare descoperiri a fost că plantele dispuneau în continuare de o variație genetică suficientă pentru a evolua.

Oamenii de știință se așteaptă adesea ca speciile cu o diversitate genetică ridicată să aibă o capacitate mai mare de adaptare, deoarece dispun de mai multe trăsături potențiale asupra cărora poate acționa selecția naturală. Cu toate acestea, zorelele analizate în acest studiu nu erau limitate de lipsa unor „resurse” evolutive.

În schimb, cercetătorii sugerează că plantele au devenit tot mai constrânse de relația dintre diferitele lor caracteristici. Atunci când o caracteristică influențează evoluția alteia, aceasta poate limita direcțiile posibile în care poate evolua o populație.

Rezultatele studiului sugerează că zorelele aveau în continuare capacitatea de a evolua, însă presiunile de mediu le împingeau către trăsături care s-ar putea să nu fie cele mai utile pentru a face față schimbărilor climatice.

Activitatea umană remodelează evoluția

Cercetarea a fost coordonată de Sasha Bishop, recent absolventă de doctorat, în colaborare cu John Stinchcombe de la Universitatea din Toronto și Regina Baucom din cadrul Departamentului de Ecologie și Biologie Evolutivă al Universității din Michigan.

Echipa a studiat zorelele în cadrul unei cercetări mai ample privind modul în care activitatea umană schimbă traiectoriile evolutive ale speciilor sălbatice.

Schimbările climatice reprezintă doar una dintre provocările cu care se confruntă plantele. Pierderea habitatelor cauzată de dezvoltarea urbană, agricultura intensivă și utilizarea pe scară largă a pesticidelor au contribuit, de asemenea, la declinul populațiilor de polenizatori din întreaga lume.

Oamenii de știință au prezis de mult timp că unele specii ar putea evolua rapid ca răspuns la schimbările de mediu. Cu toate acestea, observațiile din natură arată tot mai des că multe populații sunt în declin sau devin mai puțin diverse din punct de vedere genetic, în loc să se adapteze suficient de repede.

Măsurarea schimbărilor evolutive

Pentru a înțelege modul în care se schimbau zorelele, cercetătorii au colectat semințe din populații sălbatice în două momente diferite, la o distanță de nouă ani.

Au cultivat plantele în condiții controlate și au măsurat mai multe caracteristici asociate cu adaptarea la climă și atragerea polenizatorilor. Printre acestea s-au numărat momentul primei înfloriri, dimensiunea florilor, nivelul zaharurilor din nectar și distanța dintre structurile care produc polen și părțile florii care primesc polenul.

Cercetătorii au calculat apoi rata de adaptare a plantelor folosind o metodă statistică numită R, care ia în considerare modul în care mai multe caracteristici se influențează reciproc, în loc să le analizeze separat. Această abordare a contribuit la evidențierea situațiilor în care schimbările unei caracteristici limitau modificările unei alte caracteristici.

Un declin dramatic al adaptării

Analiza a arătat că populațiile de zorele au înregistrat o încetinire majoră a schimbărilor evolutive. În populația analizată inițial, cercetătorii au estimat că adaptarea avea loc la aproximativ 76% din ritmul așteptat atunci când relațiile dintre caracteristici nu erau luate în considerare. Nouă ani mai târziu, această valoare scăzuse la aproximativ 9%.

Cercetătorii consideră că legătura tot mai strânsă dintre dimensiunea florilor și perioada înfloririi a avut un rol important în acest declin. Momentul înfloririi este deosebit de important deoarece le permite plantelor să răspundă schimbărilor de temperatură și precipitații.

Studiul sugerează că declinul populațiilor de polenizatori ar putea influența evoluția plantelor în moduri care îngreunează adaptarea la schimbările climatice. Pe măsură ce ecosistemele continuă să se schimbe, înțelegerea acestor conflicte evolutive ascunse ar putea deveni tot mai importantă pentru protejarea biodiversității și a sistemelor agricole.