Drzewa to nie tylko bierne elementy krajobrazu, ale aktywne żywiciele różnorodnych społeczności owadów i grzybów.

Zbiorowiska te zależą od zmienności genetycznej drzew, która wpływa na ich cechy i interakcje.

Nowe badanie przeprowadzone przez naukowca z University of Georgia ujawniło, w jaki sposób genetyka drzew może wpływać na wzorce różnorodności biologicznej w skali kontynentu, oferując wgląd w działania na rzecz ponownego zalesiania i strategie ochrony.

Wpływ genetyki drzew na zbiorowiska owadów i grzybów

Badanie, prowadzone przez Helen Bothwell, adiunkta w Szkole Leśnictwa i Zasobów Naturalnych UGA Warnell, koncentrowało się na drzewach topoli, gatunku podstawowym ekosystemów nadbrzeżnych na południowym zachodzie Ameryki Północnej, jak podaje Per Phys.org.

Ekosystemy te są gorącymi punktami różnorodności biologicznej, które zapewniają siedliska i zasoby dla wielu zwierząt i roślin, ale są również jednymi z najbardziej zagrożonych w Stanach Zjednoczonych z powodu działalności człowieka i zmian klimatycznych.

Bothwell i jej współpracownicy zebrali setki próbek z drzew w ponad 50 miejscach w Kalifornii, Nevadzie, Utah, Arizonie i północnym Meksyku.

Przeanalizowali zmienność genetyczną drzew oraz skład związanych z nimi zbiorowisk owadów i grzybów.

Odkryli, że różne genotypy drzew wspierały różne społeczności i że ta zależność była spójna na dużym obszarze geograficznym.

Naukowcy sugerują, że genetyka drzew wpływa na cechy drzew, takie jak chemia liści, kształt, rozmiar i fenologia, które z kolei wpływają na preferencje i wydajność owadów i grzybów.

Na przykład niektóre genotypy drzew mogą wytwarzać bardziej obronne związki, które odstraszają roślinożerców, podczas gdy inne mogą mieć większe lub bardziej odżywcze liście, które je przyciągają.

Naukowcy odkryli również, że genetyka drzew wpłynęła na skład izotopów węgla metanu wytwarzanego przez społeczności drobnoustrojów zarówno w pniach drzew, jak i osadach rzecznych.

Metan jest silnym gazem cieplarnianym, który przyczynia się do globalnego ocieplenia, a zrozumienie jego źródeł i pochłaniaczy jest ważne dla łagodzenia zmian klimatu.

Naukowcy wykazali, że różne szlaki metaboliczne są zaangażowane w produkcję metanu w różnych środowiskach oraz że genetyka drzew może wpływać na dostępność i jakość materii organicznej dla metanogenów.

Implikacje dla ponownego zalesiania i ochrony

Badanie  jest pierwszym, które łączy zmienność genetyczną drzew z różnorodnością biologiczną społeczności w skali kontynentalnej. Pokazuje, że genetyka drzew może mieć kaskadowy wpływ na różnorodność i funkcjonowanie całego ekosystemu.

Ma to również ważne implikacje dla wysiłków związanych z ponownym zalesianiem i ochroną, ponieważ sugeruje, że sadzenie różnorodnych zasobów ponownego zalesiania może zwiększyć odporność i zrównoważony rozwój ekosystemów nadbrzeżnych.

Bothwell powiedział, że zrozumienie związku między genotypami drzew a wspieranymi przez nie organizmami oferuje bardziej kompleksowy plan działania na rzecz ponownego zalesiania, który również wspiera zdrowe ekosystemy.

Powiedziała, że ​​różnorodność rodzi różnorodność i że sadzenie różnorodnych zasobów do ponownego zalesiania ma kluczowe znaczenie dla zachowania bogactwa zapylaczy i drapieżników, które z kolei wnoszą cenne usługi do systemów rolniczych i służą jako źródło pożywienia dla populacji ptaków i dzikich zwierząt.

Naukowcy mają nadzieję, że ich odkrycia mogą zainspirować dalsze badania nad innymi gatunkami drzew i regionami oraz pomóc w informowaniu o praktykach zarządzania, które promują ochronę różnorodności biologicznej i usługi ekosystemowe.

Nadbrzeżne lasy topolowe są niezbędne do utrzymania siedlisk wodnych w strumieniach, jeziorach i na terenach podmokłych.

Zapewniają cień, materię organiczną, składniki odżywcze, kontrolę erozji, tłumienie powodzi i sekwestrację węgla. Obsługują również wiele gatunków dzikich zwierząt, takich jak ptaki, ssaki, gady, płazy i ryby.

Jednak lasy te są zagrożone zmianami hydrologicznymi spowodowanymi przez tamy, zmiany kierunku przepływu wody, pompowanie wód gruntowych i zmiany klimatu.

Czynniki te mogą zmniejszać przepływy rzeczne, obniżać poziom wód gruntowych, zmieniać reżimy powodziowe i zwiększać stres związany z suszą.

Aby odtworzyć nadbrzeżne lasy topolowe, należy wziąć pod uwagę ich wymagania hydrologiczne, a także różnorodność genetyczną.

Drzewa topoli są zależne od okresowych powodzi, jeśli chodzi o zakorzenienie się i przetrwanie sadzonek5. Potrzebują również dostępu do aluwialnych wód gruntowych do wzrostu i rozmnażania.

Sadzenie różnorodnych zasobów do ponownego zalesiania może pomóc w zwiększeniu zróżnicowania genetycznego w populacjach, co może zwiększyć ich zdolność adaptacji do zmieniających się warunków środowiskowych. Może również zwiększyć ich odporność na szkodniki i choroby, co może zmniejszyć śmiertelność.

Przywracając nadbrzeżne lasy topolowe o zróżnicowanym zasobie genetycznym, możemy nie tylko poprawić ich stan zdrowotny i produktywność, ale także wspierać różnorodność biologiczną i usługi ekosystemowe, które zapewniają.

Opracowanie: irme.pl