Семена также важны для сохранения редких видов, от деревьев до кустарников и других цветущих растений. Например, недавно обнаруженный Trillium tennesseense известен только в трех местах в Восточном Теннесси.
Но семена нужно беречь правильно.Согласно новому исследованию Национального института математического и биологического синтеза, включение биологии вида в расчет руководящих принципов выборки может значительно повысить эффективность выборки.В течение долгого времени руководящие принципы отбора проб семян, как правило, были довольно общими: один и тот же рекомендуемый минимальный образец применялся ко всем видам, примерно 50 семян на популяцию, будь то высокое дерево, широко распространенная трава или небольшая трава, опыляемая пчелами. Такие рекомендации основывались на генетической теории без учета экологии растений и репродуктивной биологии.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Biological Conservation, исследователи проверили важность трех факторов при отборе образцов семян: скорость «самоопыления» вида или скорость, с которой вид опыляет себя, расстояние распространения семян и пыльцы и наличие однолетнее или многолетнее.Первый ключевой вывод заключается в том, что размер выборки должен быть разным для видов с разной репродуктивной биологией, чтобы охватить достаточное генетическое разнообразие, которое имеет решающее значение для биоразнообразия. В частности, исследование показало, что для видов, которые обладают высокой степенью самоопыления и низким рассеянием семян, размер выборки должен быть в пять раз больше.
А многолетним видам также может потребоваться более крупная выборка.Таким образом, применение единого руководства ко всем видам, которое обычно использовалось в прошлом, может привести к неоптимальным коллекциям семян, заключили авторы исследования.Другой ключевой вывод исследования заключается в том, что пространственные факторы также важны.
Иногда сборщик не может охватить все слои населения из-за политических, логистических, юрисдикционных ограничений, ограничений по времени или оборудованию или по иным причинам не может отобрать идеальным случайным образом из-за сложных ландшафтов. На самом деле, случайная выборка в соответствии с рекомендациями просто невозможна, и поэтому многие коллекции взяты из небольших, легкодоступных мест. В ходе исследования было установлено, что в случаях небольшого пространственного охвата выборка семян должна быть в два-десять раз больше, чем случайная выборка.Исследователи использовали детализированную математическую модель для моделирования популяции растений с течением времени.
Они также протестировали выборку на наборах данных для трех видов — дерева, травы и кустарника.«Имитационные модели, подобные тем, которые мы создали, могут помочь адаптировать стратегию отбора проб к конкретным растениям, даже если генетические данные недоступны», — сказал ведущий автор и научный сотрудник NIMBioS Шон Хобан.
Хобан разрабатывает компьютерное программное обеспечение, которое поможет защитникам природных ресурсов провести надежную оценку стратегий отбора проб перед сбором семян.«Это может быть очень полезно для сборщиков семян, желающих принимать решения о различных методах отбора проб», — сказал Хобан.В своей следующей работе Хобан и его коллеги планируют включить в модели историю популяции, географическое распределение и факторы экологического отбора, чтобы помочь менеджерам по охране природы разработать руководящие принципы для конкретных видов.
Позже они будут использовать экономические модели для определения протоколов, которые наилучшим образом уравновешивают генетическую выгоду коллекций семян с финансовыми ограничениями.