Фундаментальные вопросы о взаимоотношениях между организмами и генами, которые способствуют экологической диверсификации, лежат в основе секретов биоразнообразия. Понимание прошлого этой экологически, экономически и культурно важной группы обеспечивает базовый уровень знаний, который позволит ученым ответить на дополнительные вопросы о дубах и других деревьях, а также поможет в усилиях по их сохранению.
«Эта статья демонстрирует, что дубы неоднократно и глобально диверсифицировались в ответ на экологические возможности», – говорит Хипп. "Изменения в глобальном ландшафте подарили нам разнообразие дуба, которое мы наблюдаем сегодня."
Лоскутное одеяло историй
Новая статья, которая будет опубликована в New Phytologist, будет доступна бесплатно в режиме раннего просмотра онлайн в течение одного месяца, начиная с 14 октября.
Исследование представляет собой наиболее подробный на сегодняшний день отчет об эволюционной истории дубов в мире. Исследуя, какие части генома дуба отличают виды друг от друга, исследователи из The Morton Arboretum в сотрудничестве с 17 учреждениями по всему миру обнаружили, что каждый ген или участок ДНК в геноме может записывать несколько историй; каждая секция несет в себе историю видообразования одной линии передачи дуба, но может записывать историю гибридизации другой линии. Другими словами, нет ни одной области генома, которая определяет дуб: это лоскутное одеяло историй, встроенных в геном, которое характеризует историю эволюции дуба.
Кроме того, это исследование показывает, что разные линии дуба неоднократно диверсифицировались в одной и той же области. Красные дубы, белые дубы, кольчатые дубы, индейки и пробковые дубы, а также три других дуба быстро выросли и разделились либо на Америку, либо на Евразию.
Все эти линии могут быть найдены в части их диапазона по крайней мере с одной другой линией. По мере миграции дубов виды скрещивались, гибридизировались и диверсифицировались оппортунистически в ответ на изменения ландшафта.
Самые высокие темпы разнообразия видов наблюдались в ответ на миграцию на новую территорию. Снова и снова дубы использовали экологические возможности для создания того разнообразия, которое мы видим сегодня, обеспечивая людей кораблями, домами, винными бочками, мебелью и желудями для еды, а также обеспечивая едой и домами бесчисленное количество насекомых, млекопитающих, птиц и грибов.
«Впервые эта статья демонстрирует, что история различных линий [дуба] определяется разными наборами генов», – сказал соавтор доктор Др.
Антуан Кремер из Французского национального института сельскохозяйственных исследований. "История эволюции дуба особенно увлекательна из-за экологической и морфологической конвергенции различных ветвей дуба, сосуществующих на одном континенте."
Значение дуба
Дубы поддерживают экосистему планеты, как очень немногие другие виды деревьев. Как величественные деревья и засушливые кустарники, дубы имеют основополагающее значение для здоровья лесов, обеспечивая жизненно важную пищу, среду обитания и убежище для животных, птиц и насекомых, и имеют самое большое количество биомассы по сравнению с любыми другими древесными породами в лесу. усерднее работает над очисткой воздуха, чем многие другие породы деревьев.
Сегодня дубам нужна помощь людей. Во всем мире дубы находятся под угрозой из-за вредителей, болезней и потери среды обитания. Если дубы будут потеряны, это нарушит хрупкое равновесие лесных экосистем и оставит людей без их благ.
Исследователи и защитники природы в The Morton Arboretum стремятся обеспечить процветание дубов. Узнайте больше о том, что делает Morton Arboretum для сохранения дубов во всем мире.