Международная группа учёных России, США, Канады, Новой Зеландии, Литвы, ЮАР, Германии, Республики Корея, Австралии, Польши, Австрии и Румынии, провела масштабное исследование, показывающее, как локальная акклиматизация способствовала распространению костра кровельного на территории Северной Америки. Результаты многолетней работы, которые отражают механизмы и последствия местной генетической адаптации при нашествии агрессивного для США вида растения, были опубликованы в журнале «Nature communications».
Костёр кровельный A. tectorum – травянистое однолетнее и двулетнее растение из семейства злаковые. Его первичный ареал – Средиземноморье, юг Восточной Европы, Центральная и Западная Азия. Сейчас этот вид массово встречается по всей территории Евразии, Северной и Южной Америки, присутствует он также в ЮАР, Австралии и на островах Новой Зеландии.
«В США костёр кровельный – широко распространённый инвазионный вид, чужеродный и агрессивный, который появился в стране во второй половине XIX века. Это растение, можно сказать, несёт серьёзную проблему для местных экосистем, а также для развития сельского хозяйства. Замещение местных видов на костёр кровельный влияет на потерю части кормовой базы животных, что очень опасно в условиях засушливого климата. В аридных районах кормовая база травоядных животных очень ограничена, а заменить её при внедрении инвазионного растения нечем. Этот «пришлый» вид активно внедряется в посевы пшеницы, снижая урожайность зерновых», – сообщает соавтор статьи, старший научный сотрудник лаборатории ландшафтной экологии и геоматики ФИЦ ИнБЮМ, к.г.н. Екатерина Каширина.
Исследование, в котором приняли участие 59 учёных из 12 стран, заключалось в масштабном анализе костра кровельного из разных уголков мира. Полная выборка для эксперимента состояла из растений, отобранных в природных ареалах Европы, Средиземноморья, Западной Азии, а также экземпляров из вторичного ареала – Новой Зеландии, ЮАР, Аргентины, России. В Северной Америке образцы собирали в районах с разными экологическими условиями. Далее растения высушивались для получения семян, которые отправлялись в лабораторию Пенсильванского университета, где специалисты проводили полногеномное секвенирование. В результате исследователи воссоздали процесс заноса и распространения костра кровельного по территории Северной Америки, выявили механизмы адаптации к нему других растений в разных районах. Подобная работа проводилась впервые.
«В России отбор проб мы проводили на территории Крымского полуострова: в районе Балаклавы, мыса Айя и села Прохладное Бахчисарайского района. Южный берег Крыма был выбран как участок естественного ареала – Средиземноморье, внутренняя гряда гор – для сравнения. Здесь костёр кровельный, как правило, небольшой высоты – до 10-15 см, при хорошем увлажнении может достигать 50 сантиметров. Его соцветие – это односторонняя метёлка с тонкими, поникающими, дуговидно изогнутыми веточками. На полуострове костёр кровельный является видом естественной («родной») флоры, т.е. он имеет свои экологические ниши в местных экосистемах. Произрастает на каменистых склонах, засушливых участках степных равнин и остепенённых участках гор. При этом, уже в соседних регионах нашей страны вид является инвазионным и внесён в Чёрную книгу флоры Средней России», – отмечает Екатерина Каширина.
Результаты проведённого исследования показывают, что многократная интродукция и миграция в пределах ареала инвазии способствовали местной адаптации и успеху костра кровельного на западе Северной Америки. Понимание того, как окружающая среда и поток генов влияют на приспособление и распространение инвазивных видов растений, крайне важно для борьбы с ними, а выработка эффективных механизмов борьбы с такими видами будет способствовать сохранению местных экосистем.
Источник: Минобрнауки России
