Глобальное потепление может изменить ход эволюции

Растущие уровни углекислого газа, связанные с изменением климата, могут повлиять на взаимодействие растений и насекомых.

Ученые из Мичиганского университета сосредоточились на эффектах CO2 на молочае (Asclepias syriaca). Молочай — одно из множества растений, которые вырабатывают ядовитые или горькие химические вещества для защиты от растительноядных насекомых. Подобная защита сформирована в результате долгой истории взаимодействия между растениями и насекомыми, такими как гусеницы монарха.

Защита растений и пищевые модели насекомых также реагируют и на экологические факторы, такие как рост CO2. Считается, что парниковый газ может нарушить эволюцию растений, изменяя так называемое «давление отбора», которое растительноядные насекомые проявляют на растениях.

Это давление, движущая сила эволюции, вызывает изменения в генетике. Работает оно примерно так: если насекомые причиняют слишком много ущерба растениям, те уже не могут успешно размножаться. Ситуация поворачивается таким образом, что все последующие растения пострадавшего вида приобретают черты, позволяющие эффективно отразить атаки насекомых.

Исследователи Рейчел Ванетт и Марк Хантер исследовали, как будут реагировать различные генетические виды молочая на рост уровня углекислого газа в атмосфере, и если реакция будет, то как в итоге это скажется на способности растений противостоять хищникам.

«Мы исследовали реакцию молочая на повышенный уровень CO2 в атмосфере с точки зрения роста, неполового размножения и выработки химической защиты», сказала Ванетт. Все растения и впрямь среагировали на CO2 более бурным ростом и усиленными репродуктивными способностями, однако разные генетические группы по разному среагировали с точки зрения выработки защитного химического вещества против насекомых.

В частности, различие было отмечено в выработке карденолидов — сердечных ядов. У большинства растений оно снизилось на 50%, хотя у некоторых групп несколько возросло.

«Для гусениц эта разница весьма велика», сказала Ванетт. Поскольку насекомые, поедающие молочай, обычно тщательно выбирают жертву с точки зрения концентрации ядов, гусеницы могут выступать как самые настоящие селекционные агенты.

Любопытно, но параллельно со снижением химической защиты у растений укрепилась защита физическая: листья стали жестче, а рост новых клеток ускорился.

В целом результаты доказывают, что в ответ на рост углекислого газа может измениться ход эволюции некоторых растений. Но как подобные изменения отразятся на самих хищниках?

«Пока мы не знаем этого, но уже работает в этом направлении», уточнила Ванетт.

Результаты опубликованы в издании Global Change Biology.

17.02.2011