Полученные данные подчеркивают необходимость активизации природоохранных мероприятий в густонаселенной восточной части Китая, где обитают многие виды растений, находящихся под угрозой исчезновения, и главные точки биоразнообразия страны.
По словам Пэм Солтис, одного из старших авторов исследования и выдающегося профессора и куратора Музея Флориды, более эффективное соединение природных заповедников и парков восточного Китая, которые в настоящее время разделены урбанизацией и провинциальными границами, поможет сохранить линии растений и животных, которые от них зависят. естественной истории.
«Сохранение — это не только защита количества видов, но и защита эволюционного разнообразия и процессов», — сказал Солтис, который также является директором Института биоразнообразия Университета Флориды. "Сосредоточение внимания только на том, сколько видов обитает в районе, а не на том, насколько они отличаются друг от друга генеалогически, может привести к природоохранным методам, в которых упускаются важные разделы Древа Жизни. Оба являются ключевыми показателями биоразнообразия. Это исследование помогает выявить то, чего не хватает в текущих стратегиях защиты Китая."
В исследовании, проведенном Ли-Минь Лу из Китайской академии наук, исследователи составили первую датированную филогению — генеалогическое древо организмов, показывающее, когда появились новые виды — для всех видов цветущих растений Китая, или покрытосеменных, и нанесли их на карту. дистрибутивы с использованием 1.4 миллиона музейных экспонатов.
Команда опубликовала свои результаты сегодня в онлайн-издании Nature. Соавторами являются Чжи-Дуань Чен из Китайской академии наук, Цзянь-Хуа Ли из колледжа Хоуп, а также Пэм Солтис и Дуг Солтис из Музея Флориды и UF.
Исследователи обнаружили, что около 66 процентов родов покрытосеменных в Китае возникли только в раннем миоцене, около 23 миллионов лет назад. Среднее время расхождения видов — когда виды впервые появились — было 22-25 миллионов лет назад на Востоке и 15-19 миллионов лет назад на Западе.
За последние 30 миллионов лет травянистые растения — растения без древесного стебля — диверсифицировались намного быстрее, чем древесные растения, такие как кустарники, деревья и виноградные лозы.
В Китае произрастает около 10 процентов мировых видов цветковых растений, что превышает количество видов покрытосеменных в США.S. более чем на 3.5-кратный. Разнообразие географии и климата способствует богатству биоразнообразия. Холмы, низины и равнины на более теплом, более тропическом Востоке постепенно повышаются до суровых гор, пустынь и Цинхай-Тибетского плато, самого высокого плоскогорья в мире.
В отличие от Северной Америки и Европы, Китай не претерпел резкого экологического круговорота, вызванного оледенением в ледниковый период около 2 лет.58 миллионов — 11700 лет назад, что позволило древним линиям растений существовать на Востоке, а новые линии были объединены в постоянно меняющиеся растительные сообщества.
«Китай не испытал такого масштабного катаклизма», — сказал Дуг Солтис, выдающийся профессор и куратор Флоридского музея и профессор кафедры биологии UF. "Это позволило ему стать больше музеем, чем другие части Северного полушария."
Поднятие Цинхай-Тибетского нагорья на западе, вызванное столкновением Индии с Евразией, спровоцировало эволюционный взрыв новых видов в регионе, открыв бесчисленное множество новых мест обитания и создав прохладный засушливый западный климат.
Запад стал колыбелью новых травянистых растений, в то время как Восток оставался музеем старых травянистых растений, а также музеем и колыбелью древесных растений.
Исследователи использовали данные о распространении видов, чтобы составить карту областей генетического богатства Китая, определив несколько восточных провинций как родину самого большого генетического разнообразия цветковых растений в стране: Гуандун, Гуаньси, Гуйчжоу, Хайнань и Юньнань. Однако сохранение на Востоке осуществляется в гораздо меньших и более фрагментированных масштабах, чем на малонаселенном Западе, где сохраняются большие участки земли.
«Хорошо сохранить эти области с недавним излучением новых видов, но чего не хватает, так это обширной защиты этих более старых восточных линий», — сказал Дуг Солтис. "Это исследование помогает нам лучше увидеть несоответствия между тем, где находятся заповедники, и где на самом деле находится разнообразие. Ученые не осознавали важность защиты генетического разнообразия — и не только редких видов — до последних нескольких десятилетий, но мы не могли точно измерить этот тип разнообразия до последних 10-15 лет."
Исследователи указали на ценность музейных коллекций в том, что они позволяют проводить исследования тысяч видов растений в масштабах страны за миллионы лет эволюции.
Каждый образец растения, кропотливо собранный и сохраненный в гербариях на протяжении последнего столетия и оцифрованный, способствовал созданию огромного набора данных, который предлагал подробный снимок разнообразия цветущих растений Китая.
"Как сделать что-то подобное, не полагаясь на миллионы коллекций??"Пэм Солтис сказала. "Без всех этих данных невозможно. Вопрос о том, как сообщества организмов объединились и изменились с течением времени, остается без ответа почти для всех групп.
Изучение истории 30 000 видов — почти 10 процентов всех цветущих растений планеты — является большим шагом вперед."
Ведущий автор Лу сказал, что исследование предоставляет модель для многих других ландшафтных исследований биоразнообразия.
«Мы считаем, что важность этого исследования выходит за рамки биологии растений и распространяется на другие линии организмов и другие регионы Земли», — сказала она. "Как используемые подходы, так и результаты также представляют широкий интерес для ученых и общественности, которые озабочены сохранением биоразнообразия."