Newswise — Tsukuba, Japonia — Często zakłada się, że populacje roślin i zwierząt na wyspach są po prostu prostymi, kruchymi kuzynami tych na kontynencie. Ale teraz naukowcy z Japonii odkryli, że populacje wysp mogą być o wiele trudniejsze i bardziej złożone, niż wcześniej sądzono.

W niedawno opublikowanym badaniu grupa badawcza kierowana przez University of Tsukuba ujawniła, że ​​najbardziej wysunięte na północ populacje buka Siebolda, Fagus crenatasą starsze i genetycznie bardziej zróżnicowane niż oczekiwano.

Populacje wyspiarskie i kontynentalne często różnią się w wyniku izolacji geograficznej wysp, co często zakłada się, że ogranicza różnorodność genetyczną ich populacji. Jednak wiele badań nad roślinami lądowymi wykazało, że populacje wysp charakteryzują się znaczną różnorodnością genetyczną pomimo ich oddalenia, co wskazuje, że procesy leżące u podstaw ich różnorodności są bardziej złożone niż wcześniej sądzono.

„Chociaż wiele populacji wyspiarskich istnieje od tysięcy lat lub dłużej, pochodzenie niektórych z nich jest nadal nieznane” – mówi profesor Yoshiaki Tsuda, główny autor badania. „Obejmuje to populacje rodzimych gatunków na najbardziej wysuniętych na północ wyspach Japonii F. crenata”.

Grupa badawcza zbadała populacje F. crenata na wyspie Okushiri na Morzu Japońskim, która, jak się uważa, oderwała się od kontynentu w środkowym plejstocenie (epoka lodowcowa, która miała miejsce od 2,58 miliona do 11 700 lat temu) i od tamtej pory pozostaje oddzielona. Rozprzestrzenianie się tego gatunku na północ rozpoczęło się na kontynencie około 6000 lat temu, po ostatnim maksimum zlodowacenia (LGM). Naukowcy zbadali genetykę populacji wyspy i pobliskich regionów i odkryli, że populacje wyspy charakteryzowały się dużą różnorodnością genetyczną i mogły nie powstać w wyniku pojedynczej kolonizacji.

Populacje wyspy Okushiri miały porównywalną liczbę prywatnych alleli (sekwencje genetyczne obecne w jednej populacji i zasadniczo nieobecne w innych populacjach) do populacji badanych na pobliskim Hokkaido, co wskazuje na istnienie populacji reliktowych na wyspie Okushiri. Relikt to populacja organizmów, która w przeszłości była bardziej rozpowszechniona lub bardziej zróżnicowana na ograniczonym obszarze.

W połączeniu z badaniami paleoekologicznymi i wegetacyjnymi, a także geologią wyspy, wskazują na to wyniki F. crenata przetrwały w tajemniczych refugiach (miejscach, w których wrażliwe na klimat gatunki mogą przetrwać niezależnie od niezgodności z regionalnym klimatem) na wyspie.

„Nasze dowody wskazują, że populacje tego gatunku istniały już na wyspie Okushiri przed LGM i utrzymywały się tam dłużej niż wcześniej sądzono” – wyjaśnia profesor Tsuda. Wyniki tego badania przyczyniają się do rosnącej liczby dowodów na to, że populacje roślin wyspiarskich są bardziej zróżnicowane genetycznie niż wcześniej szacowano, co ma wpływ na badania i zarządzanie ochroną gatunków wyspiarskich oraz badanie przepływu genów między populacjami wyspiarskimi i kontynentalnymi.

###
Badanie to było wspierane przez JSPS KAKENHI (JP17K07852 i JP20K06152) oraz Core-to-Core Program (Asia-Africa Science Platforms: JPJSCCB20220007) z Japan Society for the Promotion of Science oraz 27th Pro Natura Fund Grant Program z Fundacji Pro Natura Japonia.

_{Oryginalny papier}

Artykuł „Możliwa północna trwałość buka sieboldzkiego, Fagus crenatana najbardziej wysuniętej na północ granicy występowania na wyspie na Morzu Japońskim: wyspie Okushiri, Hokkaido”, zostało opublikowane w Granice w nauce o roślinach w DOI: 10.3389/fpls.2022.990927

_{Korespondencja}

profesor nadzwyczajny TSUDA Yoshiaki
Wydział Nauk Przyrodniczych i Środowiskowych Uniwersytetu Tsukuba

_{Powiązane łącze}

Wydział Nauk Przyrodniczych i Środowiskowych
Stacja Badawcza Sugadaira, Mountain Science Center