Największa roślina na świecie to klon australijskiej trawy morskiej

Zdjęcie ©Rachel Austin, UWA | Posidonia australis liczy sobie tysiące lat i pokrywa setki kilometrów kwadratowych, co czyni ją największym według powierzchni znanym organizmem.

Łąka stanowiąca dom dla tysięcy gatunków okazała się być największym na świecie sklonowanym organizmem.

Mierzące sobie ponad sto osiemdziesiąt kilometrów kwadratowych łąki Posidonia australis z australijskiej Zatoki Rekina składają się na jednego identycznego genetycznie osobnika. Do 2010 roku powierzchnia łąki wynosiła dwieście kilometrów kwadratowych, ale od tego czasu cyklony i fale upałów wybiły część trawy morskiej.

Doktorantka Jane Edgeloe, główna autorka artykułu w którym oznajmiono odkrycie, pobierała próbki pędów trawy z całej zatoki, żeby zbadać ich genetyczne odciski palca.

„Odpowiedź zwaliła nas z nóg – była tylko jedna!” mówi Jane. „I tyle, tylko jedna roślina rozprzestrzeniła się w Zatoce Rekina na ponad 180 kilometrów, co czyni ją największą znaną rośliną na Ziemi”.

Współautorka, Dr Elizabeth Sinclair, dodaje, „Zatoka Rekina to dość wyjątkowe środowisko, które trwa niezakłócone już od dłuższego czasu, co doprowadziło do wpisania jej na Listę Światowego Dziedzictwa UNESCO. Jest w dużym stopniu chroniona przed wpływem oceanu, co zapewnia roślinie spokojne środowisko do dalszego rozwoju.

To może być część wyjaśnienia tłumaczącego, dlaczego ten klon jest taki duży. Być może istnieje gdzieś jeszcze większy, jako że nie wiemy o naszym świecie jeszcze wielu rzeczy”.

Chociaż łąka P. australis przetrwała w ciągu ostatnich lat ekstremalne zjawiska pogodowe i zaczęła odrastać, istnieją obawy, że może zginąć w wyniku globalnego wzrostu temperatur.

Badanie zostało opublikowane w Proceedings of the Royal Society B.

 Zdjęcie ©R Scott Jones | Pando, składający się z 40000 drzew, jest uznawany za najcięższy znany organizm.

Największe i najstarsze klony świata

Chociaż wiele organizmów rozmnaża się płciowo, istnieją też inne, których reprodukcja polega na klonowaniu się. Ma to miejsce częściej u roślin niż u zwierząt, na przykład u zielistki, w przypadku której bezpłciowe sadzonki rozwijają się z rodzica.

Bycie klonem może stanowić dla organizmów problem, jako że choroba, która dotknie jednego osobnika, prawdopodobnie może zagrozić wszystkim.

Na przykład banany Gros Michel były przez ponad wiek najczęściej spożywanym rodzajem tego owocu, a rozmnażanie ich bezpłciowo było szeroko rozpowszechnione. Jednakże w latach pięćdziesiątych hodowle zdziesiątkowała grzybiczna choroba panamska, co pchnęło producentów do zwrócenia się ku bananom Cavendish.

Mimo to organizmy klonalne znajdują się pośród największych na świecie. Pando to imię nadane grupie około czterdziestu tysięcy osik w stanie Utah w USA, z których każda stanowi klon tego samego organizmu i dzielą wspólny system korzeniowy.

Tymczasem łąki klonów Posidonia oceanica znalezione wokół wyspy Formentery na Morzu Śródziemnym liczą sobie przynajmniej dwanaście i pół tysiąca lat, ale mogą być o dziesiątki tysięcy lat starsze.

Tajemnica sukcesu P. australis w Zatoce rekina może kryć się w jej kodzie genetycznym. Badacze odkryli, że trawa morska jest organizmem poliploidalnym, posiadającym dwukrotnie większą niż normalna liczbę chromosomów.

„Organizmy diploidalne takie jak ty i ja dziedziczą tylko połowę genomu swoich rodziców, tymczasem ta trwa morska ma cały”, wyjaśnia Elizabeth. „Podejrzewamy, że daje to roślinie przewagę nad organizmem diploidalnym, bo ma wszystkie geny, które pomagają jej przetrwać w obecnym środowisku, a także więcej genów, które mogą pomóc w innych. Rozmnażanie bezpłciowe zapewnia roślinie zachowanie tego samego zestawu genów, a rozmnażania płciowe organizmu diploidalnego prowadzi do powstawania ich nowych kombinacji. Chociaż niektóre z nich dadzą nowe przewagi i możliwości adaptacji, inne będą dla organizmu niekorzystne”.

Budowa genetyczna trawy morskiej jest dobrze dostosowana do Zatoki Rekina, osłanianej przed morskimi falami, które mogłyby rozerwać roślinę, i pomaga jej przetrwać duże zmiany temperatury i zasolenia. Ale zmiany klimatu mogą zagrozić przyszłości tego olbrzymiego organizmu.

Zdjęcie ©Angela Rossen | Łąka trawy morskiej jest siedliskiem dla wielu zagrożonych gatunków, w tym dioguni.

W jaki sposób zmiana klimatu wpływa na trawę morską?
 

Od 1910 roku średnia temperatura w Australii wzrosła o 1,4⁰C w wyniku zmian klimatycznych. To zwiększa ryzyko wystąpienia ekstremalnych zjawisk pogodowych, na przykład 2010 do 2011 roku zachodnia Australia doświadczyła morskiej fali gorąca, która wywołała wzrost temperatury nawet o 5⁰C w niektórych wodach przybrzeżnych.

W Zatoce Rekina w wyniku tej fali gorąca uszkodzeniu uległo około 36% trawy morskiej, a ekosystem do dziś radzi sobie z jej skutkami. Uszkodzenie trawy morskiej prawdopodobnie doprowadziło do wydzielenia do atmosfery części związanego w niej węgla, a także wpłynęło na żyjące wśród niej zwierzęta.

„Zatoka Rekina jest siedliskiem megafauny, takiej jak diugonie, żółwie i delfiny, a także tysięcy gatunków ryb”, mówi Jane. „Kiedy trawa morska będzie dotknięta zmianą klimatyczną, wpłynie to na wszystkie zwierzęta na wyższym poziomie troficznym. Fakt, że ta sklonowana trawa przetrwała morską falę gorąca i od tego czasu odrasta, wygląda obiecująco, być może połączenie jej genomów rodzicielskich uczyniło ją bardziej odporną na zmiany klimatu. Jednakże, istnieje jakiś próg odporności. Zorganizowaliśmy eksperymenty monitorujące wewnątrz Zatoki Rekina i poza nią w ramach próby oceny tego progu i żeby dowiedzieć się, jak zareagują organizmy Zatoki Rekina".

„Chociaż nastąpiła pewna poprawa, są inne obszary które potrzebują pomocy”, dodaje Elizabeth. „Kiedy trawa morska zniknie, dno morskie porusza się, co utrudnia roślinom ponowne zapuszczenie korzeni".

Współpracujemy z lokalnymi strażnikami przyrody z Zatoki Rekina pochodzącymi z ludu Malgana, żeby zorientować się jaki będzie najlepszy sposób na przywrócenie trawy morskiej w najbardziej dotkniętych obszarach”.