Evoluční past

Rostliny se neustále vyvíjejí v reakci na změny svého okolí, nový výzkum však naznačuje, že některé druhy se mohou přizpůsobovat špatným směrem.

Studie z University of Michigan zjistila, že svlačce zaznamenaly během pouhých devíti let 96% pokles rychlosti adaptace.

Nikoli proto, že by jim chyběla genetická rozmanitost, ale proto, že konkurenční evoluční tlaky mohou omezovat jejich schopnost reagovat na změnu klimatu. Zjištění ukazují, jak mohou změny životního prostředí způsobené lidskou činností vytvářet nečekané výzvy pro rostliny a ekosystémy.

Když si strategie přežití konkurují

S rostoucími teplotami a měnícími se vzorci počasí musí rostliny často upravovat vlastnosti, jako je doba kvetení, aby přežily v nových podmínkách.

Svlačce však podle všeho čelí dalšímu silnému tlaku: přilákání stále vzácnějších opylovačů.

Výzkumníci zjistili, že vlastnosti pomáhající rostlinám přilákat opylovače mohou narušovat vlastnosti, které jim umožňují reagovat na změny klimatu. Větší květy mohou zvýšit šanci na přilákání hmyzu, zatímco dřívější kvetení může rostlinám pomoci přizpůsobit se vyšším teplotám a měnícím se srážkovým vzorcům.

Postupem času se tyto vlastnosti v populacích svlačců více propojily. Přirozený výběr proto stále více upřednostňoval větší květy, což mohlo snižovat schopnost rostlin přizpůsobovat dobu kvetení klimatickým tlakům.

Genetická rozmanitost nebyla problémem

Jedním z nejpřekvapivějších zjištění bylo, že rostliny stále disponovaly značnou genetickou variabilitou dostupnou pro evoluci.

Vědci často předpokládají, že druhy s vysokou genetickou rozmanitostí mají větší schopnost adaptace, protože disponují větším množstvím potenciálních vlastností, na které může působit přirozený výběr. Svlačce v této studii však nebyly omezeny nedostatkem evolučních „zdrojů“.

Místo toho vědci naznačují, že rostliny byly stále více omezovány vzájemným vztahem mezi různými vlastnostmi. Když jedna charakteristika ovlivňuje vývoj jiné, může to omezovat možné směry, kterými se může populace vydat.

Výsledky studie naznačují, že svlačce stále měly schopnost evoluce, ale environmentální tlaky je tlačily směrem k vlastnostem, které nemusí být nejvhodnější pro zvládání měnícího se klimatu.

Lidská činnost mění evoluci

Výzkum vedla Sasha Bishop, která nedávno dokončila doktorské studium, ve spolupráci s Johnem Stinchcombem z University of Toronto a Reginou Baucom z Department of Ecology and Evolutionary Biology na University of Michigan.

Tým studoval svlačce v rámci širšího výzkumu zaměřeného na to, jak lidská činnost mění evoluční směřování volně žijících druhů.

Změna klimatu je pouze jednou z výzev, kterým rostliny čelí. Úbytek stanovišť způsobený výstavbou, intenzivním zemědělstvím a rozsáhlým používáním pesticidů rovněž přispěl k poklesu populací opylovačů po celém světě.

Vědci již dlouho předpokládají, že některé druhy se mohou v reakci na změny životního prostředí rychle vyvíjet. Pozorování z přírody však stále častěji ukazují, že mnoho populací klesá nebo se stává geneticky méně rozmanitými, místo aby se přizpůsobily dostatečně rychle.

Výrazný pokles adaptace

Analýza ukázala, že populace svlačců zaznamenaly výrazné zpomalení evolučních změn. U starší populace vědci odhadli, že adaptace probíhala přibližně na 76 % očekávané rychlosti, pokud nebyly zohledněny vztahy mezi jednotlivými vlastnostmi. O devět let později toto číslo kleslo přibližně na 9 %.

Vědci se domnívají, že rostoucí propojení mezi velikostí květů a dobou kvetení sehrálo při tomto poklesu důležitou roli. Načasování kvetení je obzvláště důležité, protože umožňuje rostlinám reagovat na změny teploty a srážek.

Studie naznačuje, že klesající populace opylovačů mohou ovlivňovat evoluci rostlin způsobem, který ztěžuje adaptaci na změnu klimatu. Jak se ekosystémy nadále mění, porozumění těmto skrytým evolučním konfliktům může být stále důležitější pro ochranu biologické rozmanitosti a zemědělských systémů.