Северные деревья удивительно адаптированы к резким изменениям климата.

Бореальные и северные умеренные леса существуют на протяжении миллионов лет и пережили не одно оледенение. По данным палеонтологических исследований, их ареалы и площадь распространения неоднократно менялись. Тем не менее, лесные деревья смогли сохранить генетическое разнообразие и быстро адаптироваться к малому ледниковому периоду (XIV-XIX века нашей эры) и максимальному этапу последнего оледенения (27-19 тысяч лет назад).

«Это положительно сказывается на биоразнообразии, поскольку эти деревья являются ключевыми для многих других видов, зависящих от них», — отметил Паскаль Милеси из Уппсальского университета (Швеция), ведущий автор статьи, опубликованной в журнале Nature Communications.

Ученые считают, что понимание этих процессов связано с эффективным размером популяции (N_e), который отражает количество размножающихся особей. Обычно их меньше, чем общее число особей. Изменялся ли N_e со временем или оставался стабильным, несмотря на колебания реального размера популяции? Если он менялся, какую роль играли климатические изменения?

«Мы полагаем, что высокое генетическое разнообразие связано с тем, как виды деревьев выживали в ледниковые периоды, и способностью пыльцы преодолевать тысячи километров, связывая изолированные леса. Это обнадеживающий знак. Это значит, что эволюционные механизмы прошлого могут быть полезны для адаптации к быстрому изменению климата в современности», — добавил Милеси.

К исследованию подключились ученые из 22 научных организаций по всей Европе. Их интересовали семь самых распространенных лесных видов деревьев: три хвойных — Picea abies (ель обыкновенная), Pinus pinaster (сосна приморская), Pinus sylvestris (сосна обыкновенная), и четыре покрытосеменных — Betula pendula (береза повислая), Fagus sylvatica (бук европейский), Populus nigra (тополь черный), Quercus petraea (дуб скальный).

Для исследования было собрано почти 3500 образцов игл и листьев из 164 популяций. Из них выделили ДНК, секвенировали и проанализировали последовательности.

«Выяснилось, что ледниковые эпохи не оказывают значительного влияния на генетическое разнообразие этих семи видов деревьев. Это противоречит общепринятым представлениям. Обнаруженная нами закономерность объясняется сочетанием уникальных характеристик лесных видов», — пояснил исследователь.

Все семь видов продемонстрировали монотонное увеличение N_e на протяжении большей части четвертичного периода. То есть генетическое разнообразие крупных лесных метапопуляций показало удивительную стабильность в условиях значительных изменений окружающей среды, хотя локально некоторые виды испытывали вымирание и серьезные изменения в ареале. Кроме того, N_e коррелировал по времени между группами с похожими экологическими и биологическими параметрами, хотя это не касалось всех видов. Вероятно, пришли к выводу авторы статьи, на эффективный размер популяции больше влияют не климатические изменения, а общие биологические характеристики вида.