Biljke u evolucijskoj zamci

Biljke neprestano evoluiraju kao odgovor na promjene u svom okruženju, no nova istraživanja sugeriraju da se neke vrste možda prilagođavaju u pogrešnom smjeru.

Studija Sveučilišta u Michiganu pokazala je da je kod slakova (biljaka iz roda *Ipomoea*) došlo do pada stope prilagodbe od 96 % u razdoblju od samo devet godina – ne zbog nedostatka genetske raznolikosti, već zato što konkurentski evolucijski pritisci možda ograničavaju njihovu sposobnost reagiranja na klimatske promjene.

Rezultati ističu kako promjene u okolišu uzrokovane ljudskim djelovanjem mogu stvoriti neočekivane izazove za biljke i ekosustave.

Kada se strategije preživljavanja natječu

Kako temperature rastu i vremenski obrasci se mijenjaju, biljke često moraju prilagoditi osobine poput vremena cvjetanja kako bi preživjele u novim uvjetima. Međutim, čini se da se jutarnje slave suočavaju s drugim snažnim pritiskom: privlačenjem sve rjeđih oprašivača.

Istraživači su otkrili da osobine koje pomažu biljkama da privuku oprašivače mogu ometati osobine koje im omogućuju da reagiraju na klimatske promjene. Veći cvjetovi mogu poboljšati šanse za privlačenje insekata, dok ranije cvjetanje može pomoći biljkama da se prilagode toplijim temperaturama i promjenjivim obrascima oborina.

S vremenom su se te karakteristike sve više povezivale u populacijama jutarnjih slava. Kao rezultat toga, prirodna selekcija sve više je favorizirala veće cvjetove, potencijalno smanjujući sposobnost biljaka da prilagode obrasce cvjetanja kao odgovor na klimatske pritiske.

Genetska raznolikost nije bila problem

Jedan od najiznenađujućih nalaza bio je da su biljke još uvijek imale mnogo genetskih varijacija dostupnih za evoluciju.

Znanstvenici često očekuju da će vrste s visokom genetskom raznolikošću imati veću sposobnost prilagodbe jer posjeduju više potencijalnih osobina na koje prirodna selekcija može djelovati. Međutim, jutarnje slave u ovoj studiji nisu bile ograničene nedostatkom evolucijskih "resursa".

Umjesto toga, istraživači sugeriraju da su biljke postale sve više ograničene odnosom između različitih osobina. Kada jedna karakteristika utječe na evoluciju druge, to može ograničiti moguće smjerove kojima populacija može krenuti.

Rezultati studije sugeriraju da su jutarnje slave još uvijek imale sposobnost evolucije, ali pritisci okoliša gurali su ih prema osobinama koje možda nisu najkorisnije za suočavanje s promjenjivom klimom.

Ljudski utjecaj mijenja evoluciju

Istraživanje je vodila Sasha Bishop, nedavna doktorandica, u suradnji s Johnom Stinchcombeom sa Sveučilišta u Torontu i Reginom Baucom s Odjela za ekologiju i evolucijsku biologiju Sveučilišta u Michiganu.

Tim je proučavao jutarnje slave kao dio šireg istraživanja o tome kako ljudska aktivnost mijenja evolucijske putove divljih vrsta.

Klimatske promjene samo su jedan izazov s kojim se suočavaju biljke. Gubitak staništa uzrokovan razvojem, intenzivnom poljoprivredom i široko rasprostranjenom upotrebom pesticida također su pridonijeli smanjenju populacija oprašivača diljem svijeta.

Znanstvenici već dugo predviđaju da bi se neke vrste mogle brzo razvijati kao odgovor na promjene u okolišu. Međutim, opažanja iz prirode sve više pokazuju da mnoge populacije opadaju ili postaju genetski manje raznolike umjesto da se dovoljno brzo prilagode.

Mjerenje evolucijskih promjena

Kako bi razumjeli kako se jutarnje slave mijenjaju, istraživači su prikupili sjeme divljih populacija u dva različita vremenska razdoblja, razmaknuta devet godina.

Uzgajali su biljke u kontroliranim uvjetima i mjerili nekoliko karakteristika povezanih s prilagodbom klimi i privlačnošću oprašivača. To je uključivalo vrijeme prvog cvjetanja, veličinu cvijeta, razinu šećera u nektaru i udaljenost između struktura koje proizvode pelud i dijelova cvijeta koji primaju pelud.

Istraživači su zatim izračunali stopu prilagodbe biljaka koristeći statističku metodu nazvanu R, koja uzima u obzir kako više osobina utječe jedna na drugu, umjesto da ih analizira zasebno.

Ovaj pristup pomogao je otkriti ograničavaju li promjene u jednoj osobini promjene u drugoj.

Dramatičan pad prilagodbe

Analiza je pokazala da su populacije jutarnje slave doživjele veliko usporavanje evolucijskih promjena.

U ranijoj populaciji, istraživači su procijenili da se prilagodba dogodila na oko 76% očekivane stope kada se nisu uzeli u obzir odnosi osobina. Devet godina kasnije, ta je brojka pala na približno 9%.

Istraživači vjeruju da je rastuća veza između veličine cvijeta i vremena cvjetanja igrala važnu ulogu u ovom padu. Vrijeme cvjetanja posebno je važno jer omogućuje biljkama da reagiraju na promjene temperature i oborina.

Studija sugerira da smanjenje populacija oprašivača može utjecati na evoluciju biljaka na načine koji otežavaju prilagodbu klimatskim promjenama. Kako se ekosustavi nastavljaju mijenjati, razumijevanje ovih skrivenih evolucijskih sukoba može postati sve važnije za zaštitu bioraznolikosti i poljoprivrednih sustava.