S otepľovaním sveta došlo v mnohých rastlinách k dobre zdokumentovanému posunu smerom k skoršiemu jarnému kvitnutiu. Tento trend znepokojuje biológov, pretože má potenciál narušiť starostlivo choreografické interakcie medzi rastlinami a tvormi – motýľmi, včelami, vtákmi, netopiermi a inými – ktoré ich opeľujú.
Oveľa menej pozornosti sa však venovalo zmenám v iných kvetinových vlastnostiach, ako je veľkosť kvetov, ktoré môžu tiež ovplyvniť interakcie medzi rastlinami a opeľovačmi, v čase, keď mnohí hmyzích opeľovačov sú v globálnom úpadku.
V štúdii publikovanej online v časopise Evolučné listy, dvaja biológovia z University of Michigan a kolega z University of Georgia ukazujú, že divoké populácie svlačaca obyčajného na juhovýchode Spojených štátov amerických v rokoch 2003 až 2012 zväčšili veľkosť svojich kvetov.
Podľa vedcov väčšia veľkosť kvetov naznačuje väčšiu investíciu rastlín do príťažlivosti opeľovačov. Zmeny boli najvýraznejšie v severnejších zemepisných šírkach, v súlade so širokým rozsahom predchádzajúcich prác, ktoré ukazujú, že severné populácie rastlín majú tendenciu vykazovať dramatickejšie evolučné reakcie na zmenu klímy.
Medzi týmito populáciami svlačca bol tiež pozorovaný posun k skoršiemu kvitnutiu. Okrem toho existovali dráždivé náznaky, že rastliny zvýšili svoje investície do kvetinových odmien – nektáru a peľu, ktoré získavajú včely, syrfidové muchy a osy, ktoré opeľujú biele, ružové a modré kvety svlačca.
"Existuje veľká medzera v našom chápaní toho, ako sa vlastnosti, ktoré sú rozhodujúce pre interakcie medzi rastlinami a opeľovačmi, môžu časom vyvíjať ako reakcia na meniace sa podnebie," povedal vedúci autor štúdie Sasha Bishop, doktorand na Katedre ekológie UM. a evolučná biológia.
"Ukazujeme, že - okrem dobre zdokumentovaných posunov k skoršiemu kvitnutiu - kvetinová architektúra a odmeny môžu tiež zohrávať významnú úlohu v evolučnej reakcii na súčasné zmeny životného prostredia."
Ranná sláva je každoročná burinová liana, ktorá sa vyskytuje vo východných, stredozápadných a južných Spojených štátoch. Často je vidieť pozdĺž ciest a plodinové polia.
Štúdia vedená UM použila prístup „vzkriesenia“, ktorý zahŕňal klíčiace semená svlačca zozbierané z okrajov poľnohospodárskych sójových a kukuričných polí v Tennessee, Severnej Karolíne a Južnej Karolíne za dva roky: 2003 a 2012.
Počas tohto deväťročného obdobia región zažil rastúce teploty - najmä rastúce minimálne a nočné teploty - a nárast počtu extrémnych zrážok, ktoré sa striedali s extrémnejším suchom.
Aby výskumníci hľadali zmeny v morfológii kvetov, zasadili semená zozbierané v teréne z oboch rokov v skleníku v Matthaei Botanical Gardens U-M. Keď kvety odkvitli, digitálnymi posuvnými meradlami sa merali rôzne kvetinové črty.
Merania ukázali, že korunky sa počas deväťročného intervalu výrazne rozšírili – v roku 4.5 mali priemer 1.8 cm (2003 palca) a v roku 4.8 1.9 cm (2012 palca) a zmena šírky koruny bola najväčšia v populáciách v severnejších zemepisných šírkach. . Okvetné lístky kvetu sú súhrnne známe ako koruna.
Štúdia tiež odhalila posun k skorším časom kvitnutia medzi rokmi 2003 a 2012, spôsobený predovšetkým populáciami v severnejších zemepisných šírkach. Začiatok kvitnutia nastal v prípade rastlín vypestovaných zo semien zozbieraných v roku 2012 v priemere o štyri dni skôr.
Je zaujímavé, že výskumníci tiež pozorovali trend ovplyvnený zemepisnou šírkou smerom k väčším investíciám do kvetinových odmien (peľ a nektár) v priebehu času. V priemere kvety svlačca vypestované zo semien zozbieraných v roku 2012 vyprodukovali viac peľových zŕn a viac nektárovej sacharózy ako kvety zo semien zozbieraných v roku 2003.
Analýza peľu a nektáru však zahŕňala iba štyri populácie rastlín svlačca. Kvôli nízkemu počtu skúmaných populácií neboli zistenia o kvetinových odmenách zahrnuté do štatistického testu, aby sa hľadal dôkaz, že v rastlinách dochádza k adaptácii prostredníctvom prirodzeného výberu.
"Napriek tomu sa zdá pravdepodobné, že dochádza k dočasnému nárastu investícií do príťažlivosti opeľovačov a že tento výsledok je spôsobený populáciami v severných zemepisných šírkach," povedala vedúca autorka štúdie Regina Baucom, docentka na Katedre ekológie a evolučnej biológie UM.
Štúdia nenašla žiadne dôkazy o tom, že by ranajky zvyšovali rýchlosť, akou sa samoopeľujú. Dôkazy z niektorých predchádzajúcich štúdií poukázali na zvýšenú „samoobsluhu“ ako možnú reakciu na zmena klímy a/alebo úbytok opeľovačov spojený so zmenou využívania pôdy.
"Toto je prvý článok, ktorý používa prístup vzkriesenia na preskúmanie potenciálu, že vlastnosti zodpovedné za interakcie medzi rastlinami a opeľovačmi sa môžu časom vyvíjať, súbežne so znížením množstva opeľovačov a dramatickými zmenami životného prostredia v dôsledku zmeny klímy a režimov využívania pôdy." Povedal biskup.
Do experimentu so vzkriesením, ktorý sledoval zmeny v morfológii kvetov, bolo zahrnutých 2,836 populácií svlačca. Do štúdie skoršieho jarného kvitnutia bolo zahrnutých 456 populácií. Celkovo bolo nameraných XNUMX XNUMX kvetov zo XNUMX rastlín.