NEKE populacije divljeg cvijeća u Kaliforniji uspjele su preživjeti najgoru sušu u posljednjih 1200 godina zahvaljujući brzoj genetskoj prilagodbi, otkriva nova studija. Znanstvenici vjeruju da su prvi put u divljini uspjeli dokumentirati fenomen poznat kao evolucijsko spašavanje, u kojem se ugrožena populacija oporavlja prirodnom selekcijom, piše CNN.

Sušno razdoblje, koje je trajalo od 2012. do 2015. godine, usmrtilo je više od 100 milijuna stabala i bilo je osobito brutalno razdoblje unutar megasuše koja je započela 2000. godine, a koju su pogoršale klimatske promjene. Iako su stradale čak i biljke inače otporne na sušu, grimizni majmunski cvijet (Mimulus cardinalis), koji obično uspijeva na vlažnim područjima uz potoke i izvore, pokazao je iznimnu otpornost.

Tim istraživača proveo je osam godina prateći 55 populacija ovog cvijeta, bilježeći njihov broj i analizirajući genome kako bi otkrili genetske promjene.

Brza evolucija kao spas od izumiranja

"Uspjeli smo dokazati da su se populacije diljem Kalifornije smanjivale zbog ekstremne suše te smo pronašli dokaze brzih evolucijskih promjena u genomu", rekao je Daniel Anstett, docent na Sveučilištu Cornell i glavni autor studije objavljene u časopisu Science. "Potom smo tu evolucijsku promjenu uspjeli povezati sa sposobnošću populacija da se oporave i izbjegnu izumiranje."

Iako cijela vrsta nije bila ugrožena, pojedine populacije cvijeta smanjile su se za čak 90 posto. Prema Anstettu, trebalo im je otprilike dvije do tri godine da se oporave.

Taj brzi oporavak biolozi nazivaju evolucijskim spašavanjem populacije. "Evolucijsko spašavanje događa se kada preostale jedinke imaju genetski sastav koji im omogućuje da se bolje nose s novim uvjetima od onih koje su uginule. Zahvaljujući tome, one napreduju, a populacija se polako oporavlja", pojasnio je.

Evolucijsko spašavanje već je dokazano u laboratorijskim uvjetima, no u divljini su postojala samo djelomična zapažanja, poput otpornosti tasmanskih vragova na rak. Anstett ističe da ova studija pruža prve rigorozne dokaze da se taj proces dogodio i doveo do demografskog oporavka.

Strategija izbjegavanja suše

Grimizni majmunski cvijet je trajnica koja raste uz potoke u Kaliforniji, Donjoj Kaliforniji i južnom Oregonu. "Zaista joj je potrebna tekuća voda kako bi dovršila svoj životni ciklus i proizvela sjeme, stoga je izvrstan indikator suše", rekao je Anstett.

Kada nastupi suša, objašnjava on, biljka ima dva izbora: brzo rasti i proizvesti cvijeće i sjeme prije nego što se uvjeti pogoršaju ili rasti znatno sporije i pokušati preživjeti do sljedeće godine. Ove biljke odabrale su drugu strategiju. "Ono što smo uočili jest da su se biljke zapravo sporije razvijale. Više su se usmjerile na preživljavanje i duži životni vijek, što se naziva strategijom izbjegavanja suše", kazao je Anstett.

Istraživači su pratili populacije na 19 lokacija, prikupljali sjeme, uzgajali biljke u kontroliranim uvjetima te iz njihovih listova izdvajali DNK za sekvenciranje genoma. "Uspjeli smo vidjeti kako se brza evolucija događa unutar sedam godina", rekao je Anstett, dodajući da genetske promjene koje su biljci omogućile veću otpornost vjerojatno nisu nove, već su se razvile davno prije.

Sljedeći korak istraživanja, koje bi moglo potrajati i do 40 godina, jest utvrditi hoće li ove mutacije i dalje biti korisne ili će postati prepreka ako suša prestane.

Ovi dokazi ne umanjuju zabrinutost zbog suše i klimatskih promjena, ali sugeriraju da bi i druge biljke ili životinje mogle pokazati otpornost pod ekstremnim pritiskom. Ključ za to je genetska raznolikost. "Količina genetske raznolikosti može biti ključna za ovakvu prilagodbu. Ovo je poruka biolozima koji se bave očuvanjem vrsta da pokušaju povećati genetsku varijabilnost i povezanost staništa", zaključio je Anstett.

Znanstvenici: Evolucijsko spašavanje doista se događa

David Field, izvanredni profesor na Sveučilištu Macquarie u Australiji, koji nije bio uključen u studiju, izjavio je da je dokazivanje evolucijskog spašavanja u divljini bio jedan od glavnih ciljeva evolucijske biologije. "Istraživači su elegantnim eksperimentom pokazali da se evolucijsko spašavanje doista događa u prirodi tijekom naših života", napisao je.

S njim se slaže i Diane Campbell, profesorica emerita sa Sveučilišta u Kaliforniji. "Ovo je vrlo važna studija. Pruža iznimno snažne dokaze da proces poznat uglavnom iz teorije može pomoći populacijama divljih biljaka da se oporave od sve jačih suša predviđenih klimatskim promjenama", rekla je.

Isaac Lichter Marck, botaničar s Kalifornijske akademije znanosti, istaknuo je da je glavno pitanje mogu li se biljke dovoljno brzo razviti da prežive ekstremne suše. "Kada se suoče s ekstremnom sušom, životinje se mogu kretati, prilagoditi ili uginuti. No divlje cvijeće je ukorijenjeno, što im ostavlja puno kraći popis: prilagodi se ili umri", napisao je. Dodao je da pritisci poput gubitka staništa potkopavaju genetsku raznolikost što prijetnju klimatskih promjena čini još gorom.

Jeff Diez, izvanredni profesor sa Sveučilišta u Oregonu, nazvao je istraživanje "pravim probojem" koji se ističe svojom temeljitošću. "Otrežnjujući dio je spoznaja koliki je izvanredan napor bio potreban da se ovo dokaže za samo jednu vrstu. Ako želimo razumjeti kako će cijele zajednice reagirati, moramo procijeniti evolucijski potencijal kod puno više vrsta", dodao je.

Zaključio je da studija nosi poruku nade da se neke biljke mogu dovoljno brzo razviti da prežive. "Ali ujedno je i ponizan podsjetnik na to koliko toga još ne znamo", rekao je.