Мятные леденцы - одно из самых исчезающих растений, о которых вы, вероятно, никогда не слышали. Более половины из существующих 24 видов признаны находящимися под угрозой исчезновения на уровне штата или на федеральном уровне, и почти все мятные заросли произрастают в районах, которые быстро осваиваются или превращаются в сельскохозяйственные пастбища.
В новом исследовании ученые проанализировали особый тип маркера ДНК, который показывает, что, вероятно, существует больше видов кустарниковой мяты, ожидающих научного описания. И по крайней мере один вид остался без федеральной охраны по техническим причинам.
“Бальзам Титусвилль в настоящее время считается недавним гибридом”, - сказал ведущий автор Андре Наранхо, который проводил исследование, получив степень доктора философии во Флоридском музее естественной истории. “Когда вы описываете что-либо как гибрид, это подразумевает, что это не настоящий вид, и он не может быть защищен в соответствии с Законом об исчезающих видах”.
Наранхо не нашел доказательств недавней гибридизации у бальзамов Titusville (Dicerandra thinicola), и его результаты предполагают, что группа, называемая каламинтами, может содержать загадочное разнообразие, требующее дальнейшего изучения.
Мятные заросли появились в период быстрого изменения климата
Наранхо и его коллеги провели исследование, чтобы узнать об эволюционной истории мятных леденцов. Группа произрастает на юго-востоке Соединенных Штатов и возникла в неспокойное время в прошлом Земли.
Три миллиона лет назад, в период, называемый плиоценом, температура была на 2-3 градуса Цельсия теплее, чем сегодня, а уровень моря был на 30 метров выше. В то время центральная и южная половина Флориды была архипелагом. Но по мере того, как в течение следующих нескольких миллионов лет температура снижалась, воды отступали, и полуостров Флорида приобрел свои современные размеры.
Большая часть этой недавно появившейся среды обитания не была первоклассной недвижимостью. Там, где почвы действительно существовали, они в основном состояли из песка, а более низкие температуры привели к уменьшению количества осадков. Это было особенно верно в отношении возвышенностей, которые были островами до падения уровня моря.
То, что осталось от этих древних береговых линий, сейчас расположено недалеко от центра полуострова Флорида и часто упоминается как песчаный сосновый кустарник. Растениям и животным, которые переселились на эти свободные пространства, пришлось бороться с недостатком воды, питательных веществ и безудержными лесными пожарами.
Виды, которым удалось выжить, как правило, преуспевали в этих узких рамках суровых условий, но потеряли способность жить практически в любом другом месте. Сегодня 40-60% видов, обитающих в этих районах, являются эндемичными, что означает, что их можно встретить только в зарослях кустарников на юго-востоке.
Мятные леденцы - одни из немногих растений, которые заявили о своих правах на границе новой Флориды. Происходя из попрошайничества, предок современных кустарниковых мятных леденцов распространился на юг, как только появилась земля для выращивания.
В разгар ледниковых периодов плейстоцена, когда большая часть запасов воды на планете была заперта массивными ледниками, Флорида была вдвое больше, чем сегодня, и там процветали кустарниковые мятные плантации.
“В прошлом эти растения имели гораздо более широкий ареал и охотно делились ДНК друг с другом”, - сказал Наранхо.
Но вскоре их среда обитания сократилась. В плейстоцене было по меньшей мере 17 ледниковых периодов, когда развивались кустарниковые мятные леденцы, и каждый холодный период разделялся периодами потепления, в течение которых большая часть Флориды была поглощена морем.
Широко распространенные заросли неоднократно превращались в острова, разрывая связь между популяциями мяты. Они начали расти отдельно друг от друга, и вскоре на каждом заросшем острове появились свои уникальные виды мяты. В холодные периоды, когда уровень моря падал, популяции кустарниковой мяты снова пересекались, и эти уникальные виды гибридизовались друг с другом.
Это древнее смешение привело к появлению мятных леденцов в том виде, в каком они известны сегодня.
Легендарная история мятных леденцов прервалась из-за развития
Для исследования Наранхо секвенировал ядерную ДНК мятных леденцов. В отличие от пластидной ДНК, часто используемой для изучения растений, которая вырабатывается структурами, называемыми хлоропластами, ДНК из ядер растений особенно полезна для ученых, пытающихся разобраться в исторических взаимодействиях между видами.
Согласно его результатам, однолетние кустарниковые мяты рода Dicerandra, которые произрастают на севере Южной Каролины и отмирают зимой, возникли в результате обратной гибридизации между предками многолетних кустарниковых мятных растений, которые распространены дальше на юг и растут круглый год.
Гибридизация - настолько распространенная форма диверсификации растений, что почти у каждой группы растений, с которой вы можете столкнуться, в какой-то момент их эволюционной истории произошло событие гибридизации.
Важно отметить, что находки Наранхо указывают на то, что существующие в настоящее время мятные заросли шли по отдельным эволюционным траекториям в течение сотен тысяч лет. Когда современные люди отделились от неандертальцев около 500 000 лет назад, мятные заросли уже были на пути к тому, чтобы стать отдельным видом.
Исследование также предполагает, что каламинты генетически разнообразны настолько, что, вероятно, оправданы новые видовые обозначения. Это особенно верно для тех, у кого большие ареалы на юго-востоке США, включая алую мяту (Clinopodium coccineum) и георгианскую мяту (Clinopodium georgianum), ни одно из которых не считается находящимся под угрозой исчезновения.
Даже если будут предоставлены дополнительные виды, Наранхо опасается, что этого может быть недостаточно, чтобы предотвратить сокращение численности и возможное вымирание. Например, мята Лейкелы (Dicerandra immaculata) занесена в список находящихся под угрозой исчезновения и растет только вдоль трехмильной полосы кустарника, почти вся из которых находится в частной собственности.
Условия, которые когда-то позволяли этим растениям процветать, такие как периодические лесные пожары, теперь непрактичны из-за того, что близлежащие городские районы могут подвергнуться негативному воздействию. И инвазивные виды посягают на то немногое, что осталось от нетронутого кустарника. Работа по удалению инвазивных растений часто выполняется добровольцами, если они вообще удаляются.
“Если мы продолжим работать в обычном режиме, вся эта группа растений может исчезнуть в течение следующих 100 лет. И мы не просто потеряем эти виды. Мы потеряем кустарник, одно из самых по-настоящему аутентичных и ранее повсеместных местообитаний Флориды, просто исчезнет ”, - сказал Наранхо.