Agus an t-athrú aeráide ag déanamh go leor réimsí den domhan níos teo agus níos tirime, tá sé doimhin smaoineamh gur bithóim measartha nua iad fásaigh a bhfuil fás suntasach tagtha orthu le 30 milliún bliain anuas. Níor thosaigh réigiúin arid forleathana, cosúil leis na fásaigh a chlúdaíonn cuid mhór d’iarthar Mheiriceá Thuaidh inniu, ag teacht chun cinn ach amháin le 5 go 7 milliún bliain anuas.
Le tuiscint a fháil ar conas a d’fhéadfadh plandaí a rinne ionradh ar na bithóimí géara fásaigh seo maireachtáil, d’fhéadfaí cabhrú le réamh-mheas a dhéanamh ar conas a éireoidh le héiceachórais sa todhchaí níos tirime.
Staidéar dian ar ghrúpa de phlandaí a tháinig chun cinn den chéad uair fásaigh na milliúin bliain ó shin an tátal nach raibh na ceannródaithe seo - nóiníní carraige - in ann déileáil leis an teas, an ghrian ag scoráil agus an easpa uisce. Bhí oiriúnuithe forbartha acu ar an strus sin agus iad ag maireachtáil ar lomáin charraige tirime nochta laistigh de limistéir níos sine, níos tais agus fiú. foraoisí trópaiceacha, rud a rinne sé níos éasca dóibh ionradh a dhéanamh ar limistéir arid a bhí ag méadú.
D’fhoilsigh an taighdeoir ó Ollscoil California, Berkeley Isaac Lichter-Marck agus Bruce Baldwin, ollamh le bitheolaíocht chomhtháite UC Berkeley, coimeádaí an Jepson Herbarium agus príomheagarthóir “The Jepson Desert Manual: Vascular Plants of Southeastern California” (2002), a staidéar faoi éabhlóid na nóiníní carraige i bhfásach Mheiriceá Thuaidh an tseachtain seo san iris Imeachtaí Acadamh Náisiúnta na nEolaíochtaí.
Is é an staidéar an chéad cheann a chuir fianaise ar fáil chun díospóireacht éabhlóideach atá ann le fada a réiteach: An raibh íocónach plandaí fásaigh, cosúil leis na cachtais maorga saguaro, na haictillos lasracha agus na hAgaí Séiseacha in oiriúint do coinníollacha arid ach amháin tar éis dóibh ionradh a dhéanamh ar fhásaigh, nó ar tháinig siad réamhoiriúnaithe do strus maireachtála an fhásaigh?
Tá ábharthacht ag baint leis an gceist inniu, a dúirt Lichter-Marck, toisc go bhfuil sé dúshlánach do phlandaí oiriúnú a dhéanamh i bhfad níos tapúla ná mar a bhí san am a chuaigh thart le luasghéaracht mar gheall ar athrú aeráide. Cheana féin, is fásach é thart ar an cúigiú cuid de dhromchla talún an Domhain. Más rud é nach raibh sé indéanta oiriúnú do choinníollacha tirime ach do phlandaí a bhí tar éis teacht chun cinn cheana féin chun déileáil le strusanna den sórt sin, b'fhéidir nach mbeadh trealamh géiniteach leordhóthanach feistithe ag go leor daoine inniu chun maireachtáil.
“Má cheapann tú faoi aridity amháin mar spreagadh d'éabhlóid plandaí, ansin i go leor cásanna d'fhéadfadh daoine a rá go bhfuil na plandaí seo marthanóirí, go bhfuil siad inoiriúnaithe, agus beidh siad go maith. Bainfidh siad leas as na coinníollacha nua seo, agus beidh rath orthu,” a dúirt Lichter-Marck, atá ina chomhalta taighde iardhochtúireachta de chuid an Fhondúireacht Eolaíochta Náisiúnta ag UCLA freisin.
Ach tugann stair nóiníní carraige le fios “nuair a tháinig na fásaigh chun cinn, ba iad na plandaí sin a raibh na réamhoiriúnuithe riachtanacha acu chun leas a bhaint as coinníollacha nua na cinn a d’éirigh go maith leo,” a dúirt sé. “Ní gá go gciallódh cur níos mó aridification leis an gcóras go dtarlóidh éabhlóid oiriúnaitheach níos gasta. Tá foinse theoranta lineages ann ar féidir leas a bhaint as leibhéil nua chrochta, agus atá tábhachtach chun éifeacht an athraithe aeráide ar bhithéagsúlacht a thuiscint.”
Seacht mbliana ag fánaíocht ar an bhfásach saor in aisce,
Thuig luibheolaithe i bhfad ó shin, nuair a rinne plandaí ionradh ar limistéir fhásaigh, gur éagsúlú siad go tapa chun an iliomad nideoga a chruthaigh an cineál nua gnáthóige seo a líonadh.
“Fiú chomh fada le 1 milliún go 1.5 milliún bliain ó shin, bheadh sé deacair gnáthóga fásaigh forleathan a fháil mar a fheicimid inniu i Meiriceá Thuaidh, rud is ábhar iontais mar anois is iad fásaigh agus gnáthóga arid na bithóim is forleithne ar domhan, ” a dúirt Lichter-Marck. “Ach le linn na hAgaise Miocéine déanach, leathnaigh gnáthóga tirime, agus rinneadh éagsúlú tapa sioncrónach ar línte plandaí fásaigh an domhain, go háirithe na líntí succulentacha mar na cachtais, na hagabhaí agus na plandaí oighir - chomh maith le go leor cineálacha eile atá fulang le triomach. ”
Thug Paleontologists le fios, áfach, go raibh tréithe cosúil leis na tréithe atá ag plandaí fásaigh sa lá atá inniu ann ag plandaí iontaisithe a raibh rath orthu sna mílte bliain roimh iomadú fásaigh. D’áitigh roinnt eolaithe, cosúil leis an bpailé-éiceolaí déanach Daniel Axelrod ó UCLA agus UC Davis, gur chiallaigh sé seo na plandaí a raibh rath orthu sa bhfásach inniu tar éis teacht chun cinn níos luaithe agus a bhí réamhoiriúnaithe - nó forleathnaithe - chun maireachtáil i gcoinníollacha fásaigh trí fhás i micriláithreáin thirim, mar shampla. lomáin charraige, scáthanna báistí nó bharraí sléibhe. D'áitigh daoine eile, cosúil le Ledyard Stebbins UC Berkeley, bitheolaí éabhlóideach a chabhraigh le teacht ar Roinn Géineolaíochta UC Davis, gur spreag an gruth féin plandaí chun tréithe a éagsúlú agus a fhorbairt chun triomacht, teas, solas na gréine dian agus gaotha láidre a sheasamh.
In ainneoin na gcosúlachtaí idir lomáin charraigeacha agus fásaigh, ba dheacair a chruthú gur de shliocht plandaí tréigthe ó phlandaí a bhí oiriúnaithe cheana féin do strus na gruth, go pointe toisc gur annamh a fhoirmíonn iontaisí i ngnáthóga tirime agus nach féidir leo mórán a insint dúinn faoin ngnáthóg ina bhfuil na sean-nósanna sin. bhí plandaí ag fás.
Do Lichter-Marck agus Baldwin, ba chosúil gur ghrúpa maith iad nóiníní carraige, atá rangaithe sa treibh Perityleae i dteaghlach lus na gréine, chun an nasc a iniúchadh. Tá roinnt speiceas ina gcónaí ar charraig thirim nochta i gceantair thrópaiceacha de Mheicsiceo—rud a d’fhéadfaí a mheas mar “mhicreafásaigh”—agus tá cuid eile oiriúnaithe go hiomlán do cheantair fhásaigh, mar an Mojave i gCalifornia agus an Imchuach Mór, fásaigh Chihuahuan agus Sonoran a chlúdaíonn an chuid is mó de iarthar Mheiriceá Thuaidh.
“Tá go leor de na dúshláin chéanna roimh phlandaí a chónaíonn ar lomáin charraige agus atá orthu siúd a chónaíonn i ngnáthóg tirim, fásach,” a dúirt Lichter-Marck. “Is gnách go mbíonn lomáin charraige nochta do sholas UV, don ghaoth agus do dhálaí tirime, dálaí scartacha, chomh maith le teas agus sioc. Bíonn claonadh acu freisin a bheith níos nochta do luibhiteoirí.
“Is ilghnéitheach iad na bealaí ina ndéileálann plandaí leo, ach de ghnáth bíonn moirfeolaíocht de shaghas éigin i gceist leo a chabhraíonn leo ancaire a dhéanamh i lomáin charraige, chomh maith le déileáil leis na coinníollacha arda ardaithe. Agus is gnách go mbíonn duilleoga níos lú acu, nó duilleoga le clúdach dlúth ribí a chabhraíonn leo maolán a dhéanamh orthu in aghaidh triomach agus bac a chur ar sholas na gréine, lena n-áirítear solas UV. Is gnách go mbíonn cosaintí ceimiceacha níos airde acu in aghaidh luibhiteoirí freisin, mar go dtógann sé go leor fuinnimh iad a ghiniúint tar éis dóibh a bheith ina n-ithe.”
As a Ph.D. tráchtas i Roinn na Bitheolaíochta Comhtháthaithe agus ag an Jepson Herbarium, bhí Lichter-Marck, ó Dheas California ó dhúchas, ag fánaíocht ar fhásaigh Arizona, California, Texas agus Meicsiceo ar feadh míonna ag an am i trucail bailithe, in éineacht lena sháil gorm, Rio , na céadta eiseamal de nóiníní carraige a bhailiú. Tá roinnt nóiníní carraige i measc na mbláthanna is drámatúla san earrach, ag cur cairpéad ar an bhfásach le bláthanna ildaite. Tá go leor acu, áfach, teoranta do réigiúin bheaga gheografacha áit nach bhfásann siad ach ar aghaidheanna ingearacha carraige nó ar shléibhte oileán spéire, rud a fhágann go bhfuil siad contúirteach le bailiú. Is sléibhteoir le taithí é Lichter-Marck, tacar scileanna tábhachtach dó obair allamuigh sa tír-raon garbh.
Rinne sé seicheamhú ar DNA na n-eiseamal seo—73 de na 84 speiceas aitheanta de nóiníní carraige—agus rinne sé catalógú ar a stair bheatha, mar shampla an áit ar fhás siad, cén cineál córas fréimhe a bhí acu, agus cibé acu bliantúil nó ilbhliantúil a bhí iontu, luibh nó tor. Ansin chuir sé i gcomparáid iad le nóiníní iontaisithe chun amlíne gharbh a fhorbairt ar éabhlóid na dtréithe seo agus ar aistriú na sloinnte go fásaigh faoi dheireadh.
Cheadaigh sé seo dó a thabhairt ar an tátal go raibh an chuid is mó de nóiníní carraige - go háirithe, an ghéineas Laphamia , a bhí ar an gcéad dul síos i bhfásach agus arb é an ghéineas nóinín carraige is mó - tar éis dul in oiriúint do strus teasa, aridity, gaoithe agus gréine de bhua a gcuid fás ar aillte roimh ionradh fásaigh.
“Is léiriú soiléir eimpíreach é seo ar hipitéis Axelrod ar dtús—de ghrúpa planda fásaigh a tháinig ó mhicreatheráidí tirime roimh theacht chun cinn forleathan gnáthóga fásaigh,” a dúirt Lichter-Marck. “Is é is brí leis seo ná go mb’fhéidir nach léireodh na straitéisí um fhulaingt triomach atá chomh tréitheach sin d’fhásra fásaigh freagairtí ar na coinníollacha tirime a fhaightear i bhfásach. Ina áit sin, d’fhéadfadh gur tréithe iad a tháinig chun cinn níos luaithe i gcomhar le micrea-aeráidí tirime i bhfad níos sine agus níos cobhsaí, mar lomáin charraige i suíomhanna trópaiceacha.”
B’fhéidir gurb é réamhoiriúnú an eochair do rathúlacht go leor plandaí fásaigh, lena n-áirítear cachtais, ar eol go n-áitíonn siad lomáin charraige nó go bhfásann siad mar eipifít i gceannbhrait crann laistigh de limistéir thrópaiceacha, cé go mbeadh anailís i bhfad níos forleithne de dhíth ar na línte móra seo, a dúirt sé. .
Léiríonn nóiníní carraige, a bhfuil go leor acu ina gcónaí i ngnáthóga speisialaithe a fhágann go bhfuil siad i mbaol díothaithe, an tábhacht a bhaineann le speicis nideoige a chaomhnú.
“Tá go leor de na nóiníní carraige an-speisialaithe agus bíonn claonadh acu a bheith an-chúng ina ndáileadh agus d’fhéadfadh go mbreathnaítear orthu nach bhfuil chomh suntasach sin do mharthanacht an éiceachórais ina iomláine. Sa bhitheolaíocht éabhlóideach agus i mbitheolaíocht chaomhnaithe, is minic a mheastar go bhfuil línéadaigh leochaileacha ar orgánaigh speisialaithe a bhfuil raonta geografacha cúnga acu agus uaireanta tugtar foircinn mharbha éabhlóideacha orthu fiú,” a dúirt sé. “Impleacht thábhachtach anseo ná gur chuir grúpa speisialtóirí éiceolaíochta atá ag fás ar aillte scaipthe i ngnáthóga trópaiceacha tús leis an mór-radaíocht seo san fhásach. Mar sin, léiríonn sé i ndáiríre nach bhfuil speisialtóirí ach na línéadaigh leochaileacha seo ar imeall an díothaithe. D’fhéadfadh gur foinsí fíorthábhachtacha iad le haghaidh nuálaíochta san éabhlóid.”
Tá Lichter-Marck ag cur síneadh lena staidéar ar plandaí a fhásann ar lomáin charraige go Hawai'i, áit a bhfuil go leor speiceas endemic neamhchoitianta ina gcónaí ar thaobhanna sléibhte géara amháin. In ionad aillte neamhbhuana a scálú chun eiseamail neamhchoitianta a bhaint amach, tá súil aige drones a úsáid.