Tajemnica ewolucyjna harmonijnej łąki kwietnej może zostać rozwiązana

Zespół amerykańskich i chińskich naukowców wyruszył tego lata, aby lepiej zrozumieć to zjawisko. Dokumentując wzorce kwitnienia 34 różnych gatunków rododendronów, odkryli, że nie kwitną one w tym samym czasie, ale raczej w różnych porach roku, co wyjaśnia ich zdolność do tak bliskiego rozwoju.

Góry Hengduan są znane ze swojej różnorodności biologicznej, od głębokich rzek po wysokie szczyty, oraz z pogody, która waha się od subtropikalnej wilgotności podczas letnich monsunów po mroźne, śnieżne zimy. Jednak w społeczności botaników góry są również spektakularne ze względu na około 12 000 gatunków kwiatów, które nazywają je domem – około 3500 z nich nie występuje naturalnie nigdzie indziej na Ziemi.

„To nie jest miejsce, o którym ludzie zwykle myślą, gdy myślą o gorących punktach różnorodności biologicznej” – powiedział Richard Ree, kurator roślin kwitnących w Chicago Field Museum i główny autor badania opublikowanego w poniedziałek w Journal of Ecology. „Zwykle kojarzymy obszary o bardzo wysokim bogactwie gatunkowym z obszarami tropikalnymi” – powiedział Ree. „Ale w tym przypadku jest to region, w którym występują lodowce i ośnieżone szczyty z lasami iglastymi i alpejskimi łąkami”.

Według badań istnieje około 272 różnych gatunków rododendronów występujących w regionie Hengduan. Obejmują one od nisko rosnących krzewów po wysokie drzewa, w kolorach jasnych fioletów, różów, błękitów i żółci. Qin Li, doktor habilitowany w Field Museum i główny autor artykułu, spędził ponad dwa miesiące odwiedzając ponad 100 miejsc w całym okresie kwitnienia, aby udokumentować ich kwitnienie i inne cechy. Opisała gatunek w górach jako „ocean kwiatów” w komunikacie prasowym.

„Gatunki rododendronów w całym regionie są znane jako jedne z najwcześniej kwitnących gatunków” – powiedział Ree. „Rhododendrons i niektóre inne grupy, takie jak magnolie, w niektórych przypadkach mogą nawet zgasić te spektakularne kwiaty, gdy śnieg wciąż leży na ziemi”.

Kwestia czasu

Zespół miał przeczucie, że zdolność kwiatów do współistnienia wynikała z przesunięcia w czasie ich kwitnienia, ale zbadali również możliwość, że zapylacze rozpoznają różne gatunki różniące się na wiele sposobów. Według Ree, po przetestowaniu, znaleźli wyraźne dowody potwierdzające hipotezę czasu kwitnienia.

Istnienie konkurencji między kwiatami wynika z ich potrzeby zapylania w obrębie ich gatunku, aby się rozmnażać. Gdyby blisko spokrewnione, ale genetycznie różne kwiaty kwitły w tym samym czasie, istniałoby ryzyko, że pszczoła odwiedzi ich kwiat i przeniesie pyłek do sąsiedniego kwiatu innego gatunku. Kiedy dochodzi do zapylenia krzyżowego między dwoma różnymi gatunkami, może to niekorzystnie wpłynąć na sprawność co najmniej jednego z zaangażowanych.

„To się nazywa ingerencja reprodukcyjna. Nie chcesz marnować swoich gamet (komórek rozrodczych) przez zapylacze przenoszące twój pyłek do gatunków, gdzie nie będzie on używany ani użyteczny” – powiedział Ree. „Podstawową potrzebą gatunków jest łączenie się w pary tylko z innymi gatunkami, co wydaje się być powodem, dla którego gatunki te dostosowały swoje harmonogramy kwitnienia, aby spróbować zminimalizować tego rodzaju ingerencję w sąsiadów”.

Chociaż czas ich kwitnienia odegrał jak dotąd rolę we wzroście rodendenronów w regionie Hengduan, Ree powiedział, że może to narazić je na zmiany klimatu. „To namiesza w ich harmonogramach. Niektóre gatunki mogą znaleźć się na skraju wyginięcia, inne gatunki mogą z jakiegokolwiek powodu znaleźć bardziej sprzyjające warunki i zacząć dominować” – powiedział Ree.

Rododendrony Hengduan najprawdopodobniej nie są jedynym typem, który rozwija tę umiejętność. Podobnie jak w przypadku innych gorących punktów różnorodności biologicznej w miejscach takich jak region przylądkowy RPA, Australia Zachodnia, region śródziemnomorski i prowincja florystyczna Kalifornii, Ree powiedział, że to badanie pomaga naukowcom lepiej zrozumieć wzorce, w których niektóre kwiaty przeszły gwałtowną dywersyfikację i jak mogą nadal żyć obok siebie.