Palma, iz katere je izvlečeno srce palme juçara, je lahko v naravi blizu izumrtja

Raziskovalci raziskujejo, kako izumrtje ptic in podnebne spremembe vplivajo na genetsko raznovrstnost in ohranitev palme simbola Atlantskega gozda

Palma Juçara

Zdi se, da na preživetje dlake juçara, iz katere je izvlečeno najbolj kakovostno srce dlani - in prav iz tega razloga najbolj cenjeno, vplivajo številni dejavniki. Poleg močnega pritiska nezakonitega sekanja jučare in uničenja Atlantskega gozda lahko izumiranje ptic in podnebne spremembe povzročijo, da vrsta izgine tudi v naravi.

Pojav izumrtja živali znanstveniki za defaunacijo imenujejo. Izguba živalskih vrst, ki so odgovorne za razprševanje semen in podnebne spremembe, se pri ohranjanju flore na splošno ne upošteva. Ta dva dejavnika sta z dolgoletnimi raziskavami odkrila biolog Mauro Galetti in njegova ekipa na oddelku za ekologijo na Universidade Estadual Paulista (Unesp) v Riu Claro.

Srce dlani je mogoče pridobiti iz stebla več vrst palm, toda tiste, ki jih običajno najdemo za uživanje, so tiste iz juçare, pupunhe in açaí (ali açaí). Palma juçara ( Euterpe edulis ) je doma v Atlantskem gozdu, druge vrste pa iz Amazonije.

Razlika med tremi vrstami je v tem, da ima juçara en sam trup, medtem ko druge tvorijo kepe. Tako pri pridobivanju srca dlani juçara palma umre, medtem ko pupunha in açaí vzklijejo iz glavnega debla, kot je to pri bananah.

Druga pomembna razlika je v tem, da juçara potrebuje osem do 12 let, da ustvari kakovostno srce dlani, medtem ko lahko palmo pupunha pridobijo šele po 18 mesecih sajenja.

Zato pri pridobivanju src dlani juçara nujno pride do poseka odraslih posameznikov, po možnosti večjih (palme lahko dosežejo 20 metrov višine). Ko odrasle posameznike posekamo, je manj rastlin, ki dajo semena, ki se razpršijo, da kalijo. Prebivalstvo upada in lahko celo lokalno izumre.

Zaradi vseh teh razlogov je palma juçara uvrščena na Rdeči seznam flore v Braziliji, ki ji grozi izumrtje, ki jo je pripravil Nacionalni center za ohranjanje flore.

Ohranjanje juçare je neposredno povezano z ohranjanjem biotske raznovrstnosti Atlantskega gozda. Njegova semena in sadje služijo kot hrana več kot 48 vrstam ptic in 20 sesalcem. Toukan, jacutingas, jacus, sabiás in arapongas so glavni odgovorni za razprševanje semen, medtem ko cotias, tapirji, zbiralci, veverice in številne druge živali koristijo njihova semena ali plodove. Sadje je bogato z maščobami in antioksidanti, zato jih živali tako iščejo.

Raziskovalci iz Unespa so ugotovili, da je pospešeno zmanjševanje populacij semen, ki razpršujejo semena, zaradi razdrobljenosti ali uničenja habitatov ali nezakonitega odvzema glavni vzrok za izgubo genetske spremenljivosti juçare. In ko se genetska spremenljivost izgubi, postane vrsta bolj občutljiva, da se sooči s prihodnjimi izzivi, kot so podnebne spremembe, ki vplivajo na planet.

V študiji, objavljeni v Conservation Genetics , so raziskovalci iz Unespa, Zvezne univerze v Goiásu in državne univerze v Santa Cruzu ugotovili, da je sedanji vzorec genske raznolikosti E. edulis v atlantskem gozdu kombinacija podnebnih sprememb v zadnjih tisočih letih. in človeško delovanje, kot sta uničevanje habitatov in izumrtje semen, ki razpršijo ptice.

V tem delu so raziskovalci ugotovili, da se je genska raznolikost dlani juçara v zadnjih 10.000 letih zmanjšala zaradi podnebnih sprememb (naravni zgodovinski proces) in da je danes ta proces mogoče razložiti z izumrtjem velikih plodonosnih ptic (antropični proces, tj. posledica človekove dejavnosti).

To odkritje je vodilo raziskovalce, da so poskušali razumeti, kako plodne ptice vplivajo na proces genetske diferenciacije juçare.

Raziskave, opravljene v laboratoriju profesorja Galettija, so že potrdile, da obstaja povezava med zmanjšanjem velikosti semen juçara (ki se v premeru seveda giblje od osem do 14 milimetrov) in lokalnim izumrtjem velikih ptic, ki razpršijo svoja semena.

V študiji, objavljeni v reviji Science leta 2013, so raziskovalci raziskali 22 območij atlantskega gozda, razdeljenih med Parano, Sao Paulo, Rio de Janeiro, Minas Gerais in južno Bahijo. Ugotovili so, da so bila na območjih, kjer so bile velike plodonosne ptice, kot so tukani ( Ramphastos spp .), Morski prašički ( Penelope spp .) In jacutingi (> Aburria jacutinga), semena juçare večja in so lahko presegla 12 milimetrov. Na tistih območjih, kjer so prevladovale le manjše vrste z manjšimi kljuni, na primer drozd ( Turdus spp.), Premer semen juçare ni presegel 9,5 milimetrov.

Z drugimi besedami: na območjih atlantskega gozda, kjer je bila populacija tukanov, guanov, arapong ( Procnias nudicollis ) in jacutingov lokalno pokončana z lovom, večja semena niso več razpršena, saj so prevelika za majhne frugivore, kot so drozgi, ki le majhna semena lahko pogoltnejo. Semena, ki jih ptice ne zaužijejo, ne kalijo, to pomeni, da je juçara odvisna od ptic, da ohrani svojo populacijo.

Takšna razlika v velikosti semen se morda zdi majhna, vendar ni. Pomembno je za ohranitev dlani. "To je zato, ker manjša semena lažje izgubljajo vodo, ker imajo manjšo površino, zaradi česar so palme bolj občutljive na povečanje sušnih obdobij, kar bi moralo povečati njihovo pogostnost s podnebnimi spremembami," pojasnjuje Galetti.

Raziskovalci so ugotovili, da v gozdovih blizu Rio Claro, kjer prevladujejo jučare z majhnimi semeni, po hudi suši leta 2014 preprosto niso kalile.

»Selektivni pritisk, ki ga povzroča defaunacija, je tako močan, da je na nekaterih območjih trajalo 50 let, da so večja semena juçare izginila. Bi bil tak izbor opazen na genetski ravni? Ravno ta ugotovitev je pripeljala do našega novega dela, «je povedala biologinja Carolina da Silva Carvalho, Galettijeva doktorandka.

V študiji, objavljeni leta 2016 v znanstvenih poročilih , skupine Nature , je skupina Unesp pokazala, da defaunacija poleg spreminjanja fenotipske variabilnosti (velikosti) semen juçara vodi do evolucijskih sprememb v populacijah Euterpe edulis oz. torej v svojem genotipu.

Raziskavo je podprla državna fundacija za podporo raziskavam v Sao Paulu (Fapesp) v okviru tematskega projekta „Ekološke posledice defavnacije v atlantskem gozdu“ in redne pomoči „Nove metode vzorčenja in statistična orodja za raziskave biotske raznovrstnosti: vključevanje ekologija gibanja z ekologijo prebivalstva in skupnosti «.

»V tem delu smo želeli vedeti, ali bi lahko izumrtje velikih plodonosnih ptic povzročilo genske spremembe v srcu dlani. Vedeli pa smo, da lahko zgodovinski dejavniki vplivajo tudi na gensko raznolikost srca dlani juçara. Tako smo zgradili niz hipotez in ocenili, kateri postopek najbolje razloži vzorec genske raznolikosti med populacijami E. edulis, «je dejal Carvalho.

Raziskava je upoštevala tri glavne spremenljivke, ki bi lahko vplivale na genetske spremembe med populacijami džukarine palme. Najprej so bili vključeni podatki o izgubi velikih škodljivih snovi, ki razpršijo semena juçara (defavnacija).

Drugič, vključeni so bili podatki o biogeografskem izvoru različnih populacij E. edulis . Raziskane so bile razlike v populacijah palm, ki rastejo v ombrofilnih gozdovih, najgostejših in najbolj vlažnih gozdovih z zimzelenimi listi ter tistih, ki rastejo na pol listnatih, bolj odprtih in suhih območjih z vegetacijo, ki sezonsko izgublja liste.

Raziskana je bila tudi vloga razdrobljenosti območij Atlantskega gozda pri spreminjanju genotipske variabilnosti juçare. Razdrobljenost gozdov lahko povzroči drastično zmanjšanje števila prebivalstva in povečanje prostorske izolacije populacij, s čimer se zmanjša njihova genetska raznovrstnost.

"Naše delo je jasno pokazalo genetsko razliko med palmami v krajih z velikimi pticami in brez njih, pri čemer smo ugotovili, da izumrtje velikih sadovnjakov spreminja razvoj srca juçarine palme," dodaja Carvalho.

Je ta genetska razlika povezana z velikostjo semen? "Še ne vemo. Nismo šli tako daleč, da smo analizirali genetiko juçare, da bi ugotovili, kateri geni so odgovorni za spremembe v velikosti semen. Lahko rečemo, da defavnacija spremeni naravno selekcijo, pri kateri so razpršena le majhna semena juçare, in vpliva tudi na genetiko rastline, «je dejal Galetti.

Ali je mogoče ob upoštevanju vsega doslej najdenega to stanje obrniti? Z drugimi besedami, ali je mogoče zagotoviti, da bodo populacije, ki imajo le majhna semena, preživele ob podnebnih spremembah?

Raziskovalci si zdaj prizadevajo obnoviti gensko raznolikost in variabilnost velikosti semen juçare, kjer je ogrožena.

„Če ne bomo posegli, lahko populacije src palme s podnebnimi spremembami izginejo, ker majhna semena izgubijo več vode in ne kalijo. Z drugimi besedami, v vročih in sušnih letih seme ne bo vzklilo, «je dejal Galetti.

»V tej novi fazi projekta želimo oceniti, kateri je najboljši način za obnovo genske variabilnosti in velikosti semen v populacijah, kjer so bili veliki razpršilci semen izumrli. Obstajajo območja z velikimi in majhnimi semeni. Vendar le velika semena niso razpršena, ker ni večjih ptic. In obstajajo področja, kjer so velika semena že izginila. Zato analiziramo, ali preprosta ponovna naselitev velikih ptic zadostuje za popolno okrevanje semen palmovega srca ali potrebujemo druge učinkovitejše obnovitvene strategije, «je dejal Carvalho.

"Brez palme src juçara bo Atlantski gozd osiromašen, saj ta hrani največje razpršilce semena v gozdu," komentira Galetti. "V predavanju o tej težavi za kmete in ljudi, ki vzdržujejo drevesnice sadik juçara, so mi hitro povedali, da bodo odslej izbrali največja semena in iz teh semen pridelali sadike," je dejal Galetti.

Preučevanje ekologije palme juçara zavzema osrednje mesto v Galettijevi znanstveni poti. »Razširjanje semen sem začel študirati leta 1986 s štipendijo Fapesp. Proučeval sem, katere ptice so se razpršile in plenile semena juçare. To je bila osnova vseh naših kasnejših študij, saj imamo v naravni zgodovini trdno podlago o medsebojnem delovanju srca frugivor-dlan in z velikim zaupanjem lahko rečemo, kateri so najboljši razpršilci juçare, «je dejal.

Članki:

Podnebna stabilnost in sodobni vplivi na človeka vplivajo na gensko raznolikost in ohranjenost tropske palme v atlantskem gozdu v Braziliji (doi: 10.1007 / s10592-016-0921-7), avtorji Carolina da Silva Carvalho, Liliana Ballesteros-Mejia, Milton Cezar Ribeiro, Marina Corrêa Côrtes, Alesandro Souza Santos in Rosane Garcia Collevatti: //link.springer.com/article/10.1007/s10592-016-0921-7.

Defaunacija vodi do mikroevolucijskih sprememb na tropski dlani (doi: 10.1038 / srep31957), Carolina S. Carvalho, Mauro Galetti, Rosane G. Colevatti in Pedro Jordano: //www.nature.com/articles/srep31957.

Funkcionalno izumrtje ptic spodbuja hitre evolucijske spremembe velikosti semen (doi: 10.1126 / science.1233774), Mauro Galetti, Roger Guevara, Marina C. Côrtes, Rodrigo Fadini, Sandro Von Matter, Abraão B. Leite, Fábio Labecca, Thiago Ribeiro , Carolina S. Carvalho, Rosane G. Collevatti, Mathias M. Pires, Paulo R. Guimarães ml., Pedro H. Brancalion, Milton C. Ribeiro in Pedro Jordano. 2013: //science.sciencemag.org/content/340/6136/1086.


Vir: Peter Moon, Agência Fapesp


Original text