Wakati ambapo mabadiliko ya hali ya hewa yanafanya maeneo mengi ya sayari kuwa joto na ukame zaidi, inatia wasiwasi kufikiri kwamba majangwa ni mimea mipya ambayo imekua kwa kiasi kikubwa katika kipindi cha miaka milioni 30 iliyopita. Maeneo kame yaliyoenea, kama vile majangwa ambayo leo yanafunika sehemu kubwa ya magharibi mwa Amerika Kaskazini, yalianza kuibuka katika kipindi cha miaka milioni 5 hadi 7 tu iliyopita.
Kuelewa jinsi mimea iliyovamia mimea hii mikali ya jangwa iliweza kuishi kunaweza kusaidia kutabiri jinsi mifumo ikolojia itakavyokuwa katika siku zijazo kavu.
Utafiti wa kina wa kikundi cha mimea ambayo ilivamia kwanza kuibuka majangwa mamilioni ya miaka iliyopita yakata kauli kwamba mapainia hao—miamba ya miamba—hawakuja bila vifaa vya kukabiliana na joto, jua kali na ukosefu wa maji. Walikuwa wamejitengenezea mazoea ya mifadhaiko kama hiyo walipokuwa wakiishi kwenye sehemu kavu, iliyo wazi ya miamba ndani ya maeneo ya zamani, yenye unyevu mwingi na hata. misitu ya kitropiki, yote hayo yalifanya iwe rahisi kwao kuvamia maeneo kame yanayopanuka.
Chuo Kikuu cha California, mtafiti wa Berkeley Isaac Lichter-Marck na Bruce Baldwin, profesa wa UC Berkeley wa biolojia shirikishi, mtunzaji wa Jepson Herbarium na mhariri mkuu wa "Mwongozo wa Jangwa la Jepson: Mimea ya Mishipa ya Kusini Mashariki mwa California" (2002), walichapisha utafiti wao kuhusu mageuzi ya miamba ya miamba katika jangwa la Amerika Kaskazini wiki hii kwenye jarida Kesi ya Chuo cha Taifa cha Sayansi.
Utafiti huo ni wa kwanza kutoa ushahidi kusuluhisha mjadala wa muda mrefu wa mageuzi: Je, ni wa kitabia mimea ya jangwani, kama vile saguaro cacti, okotilo wanaowaka moto na agaves ya Seussian hubadilika kulingana na hali. hali kame baada tu ya kuvamia majangwa, au walikuja wakiwa wamezoea mikazo ya maisha ya jangwani?
Swali lina umuhimu leo, Lichter-Marck alisema, kwa sababu kuharakisha ukame kwa sababu ya mabadiliko ya hali ya hewa ni changamoto kwa mimea kuzoea haraka zaidi kuliko hapo awali. Tayari, karibu moja ya tano ya uso wa ardhi wa Dunia ni jangwa. Iwapo kuzoea hali ya ukame kuliwezekana tu kwa mimea ambayo tayari imebadilika ili kukabiliana na mifadhaiko kama hiyo, basi wengi leo huenda wasiwe na vifaa vya kutosha vya zana za urithi ili kuendelea kuishi.
"Ikiwa unafikiria juu ya ukame tu kama kichocheo cha kupanda mageuzi, basi katika hali nyingi watu wanaweza kusema mimea hii imesalia, inaweza kubadilika, na itakuwa sawa. Watachukua fursa ya hali hizi mpya, na watastawi, "alisema Lichter-Marck, ambaye pia ni mtafiti wa utafiti wa udaktari wa Kitaifa wa Taasisi ya Sayansi huko UCLA.
Lakini historia ya daisies ya miamba inapendekeza kwamba "wakati majangwa yalipoibuka, mimea hiyo ambayo ilikuwa na marekebisho muhimu ya kuchukua fursa ya hali mpya ndiyo iliyostawi," alisema. "Kuongeza ukame zaidi kwenye mfumo haimaanishi kwamba mabadiliko ya haraka zaidi yatatokea. Kuna chanzo kidogo cha nasaba ambacho kinaweza kuchukua fursa ya viwango vipya vya ukame, na hiyo ni muhimu kwa kuelewa athari za mabadiliko ya hali ya hewa kwa bayoanuwai.”
Miaka saba ya kuzurura jangwani
Wataalamu wa mimea walitambua zamani kwamba mimea ilipovamia maeneo ya jangwa, ilibadilika haraka ili kujaza sehemu nyingi zilizoundwa na aina hii mpya ya makazi.
"Hata hivi majuzi kama miaka milioni 1 hadi milioni 1.5 iliyopita, ingekuwa vigumu kupata makazi ya jangwa yaliyoenea kama tunavyoona leo katika Amerika ya Kaskazini, jambo ambalo linashangaza kwa sababu sasa jangwa na makazi makame ndio eneo lililoenea zaidi duniani, ” Lichter-Marck alisema. "Lakini wakati wa mwisho wa Enzi ya Miocene, makazi kavu yalienea, na nasaba za ulimwengu za mimea ya jangwani, haswa nasaba za maji kama vile cacti, agave na mimea ya barafu - pamoja na nasaba zingine nyingi zinazostahimili ukame - zilipitia mseto wa haraka unaolingana. ”
Wataalamu wa mambo ya kale walisema, hata hivyo, kwamba mimea ya visukuku iliyositawi makumi ya mamilioni ya miaka kabla ya kuenea kwa jangwa ilikuwa na sifa zinazofanana na za mimea ya jangwani leo. Wanasayansi wengine, kama mwanasayansi wa zamani wa kale Daniel Axelrod wa UCLA na UC Davis, walisema kwamba hii ilimaanisha kwamba mimea iliyostawi katika jangwa leo iliibuka mapema na ilibadilishwa - au kuondolewa - ili kustahimili hali ya jangwa kwa kukua katika vijidudu kavu, kama vile. miamba, vivuli vya mvua au vilele vya milima. Wengine, kama vile Ledyard Stebbins wa UC Berkeley, mwanabiolojia wa mageuzi ambaye alisaidia kupatikana kwa Idara ya Jenetiki ya UC Davis, walisema kuwa ukame wenyewe ulichochea mimea kubadilika na kukuza sifa za kustahimili ukame, joto, jua kali na upepo mkali.
Licha ya kufanana kati ya miamba na jangwa, imekuwa ngumu kudhibitisha kwamba mimea ya jangwa ilitokana na mimea ambayo tayari imezoea mikazo ya ukame, kwa sehemu kwa sababu mabaki ya viumbe haitokei katika makazi kavu na hayawezi kutuambia mengi juu ya makazi ambayo haya ya zamani. mimea ilikuwa inakua.
Kwa Lichter-Marck na Baldwin, daisies za mwamba, ambazo zimeainishwa katika kabila la Perityleae katika familia ya alizeti, zilionekana kama kikundi kizuri cha kuchunguza uhusiano huo. Baadhi ya spishi huishi kwenye miamba kavu, iliyo wazi katika maeneo ya tropiki ya Meksiko—kinachoweza kuchukuliwa kuwa “majangwa madogo”—wakati wengine wamezoea kikamilifu maeneo ya jangwa, kama vile Mojave huko California na Bonde Kuu, majangwa ya Chihuahuan na Sonoran yanayofunika. wengi wa magharibi mwa Amerika Kaskazini.
"Mimea inayoishi kwenye miamba inakabiliwa na changamoto nyingi sawa na ile inayoishi katika makazi kavu, jangwa," Lichter-Marck alisema. "Miamba ya miamba huwa na mwanga wa UV, upepo na ukame, hali ya ukavu, pamoja na joto na baridi. Pia huwa na hatari zaidi kwa wanyama wanaokula mimea.
"Njia ambazo mimea hushughulika nazo ni tofauti, lakini kwa kawaida huhusisha aina fulani ya mofolojia maalum ya mizizi ambayo huisaidia kuweka nanga kwenye miamba, na pia kukabiliana na hali ya ukame iliyoongezeka. Na huwa na majani madogo, au majani yenye ufunikaji mnene wa nywele ambayo huzisaidia dhidi ya ukame na kuzuia mwanga wa jua, pamoja na mwanga wa UV. Pia huwa na ulinzi mkali wa kemikali dhidi ya wanyama walao mimea, kwa sababu inachukua nguvu nyingi kuzaliana baada ya kutafunwa.”
Kwa Ph.D. tasnifu katika Idara ya Biolojia Jumuishi na katika Jepson Herbarium, Lichter-Marck, mzaliwa wa Kusini mwa California, alizunguka jangwa la Arizona, California, Texas na Mexico kwa miezi kadhaa katika lori la kubeba mizigo, akiandamana na kisigino chake cha bluu, Rio. , kukusanya mamia ya vielelezo vya miamba ya miamba. Baadhi ya daisies za miamba ni miongoni mwa maua yanayochanua sana katika majira ya kuchipua, yanayofunika jangwa kwa maua yenye rangi nyingi. Wengi, hata hivyo, wanaishi katika maeneo madogo ya kijiografia ambapo hukua tu kwenye nyuso za miamba wima au safu za milima ya angani, na kuzifanya kuwa hatari kuzikusanya. Lichter-Marck ni mpanda milima mwenye uzoefu, ujuzi muhimu kwa kazi ya shamba katika ardhi mbaya.
Baadaye alipanga DNA ya vielelezo hivyo—73 kati ya spishi 84 zinazotambulika za rock daisy—na kuorodhesha historia ya maisha yao, kama vile mahali zilipochipuka, ni aina gani ya mfumo wa mizizi iliyokuwa nayo, na ikiwa ilikuwa ya kila mwaka au ya kudumu, mimea au mimea. kichaka. Kisha akazilinganisha na daisies zilizoangaziwa ili kukuza ratiba mbaya ya mabadiliko ya sifa hizi na kuhama kwa ukoo hadi jangwa.
Hii ilimruhusu kuhitimisha kwamba daisi nyingi za miamba - haswa, jenasi Laphamia, ambayo ilikuwa ya kwanza kuhamia jangwa na ni jenasi kubwa zaidi ya rock daisy - ilikuwa imezoea mkazo wa joto, ukame, upepo na jua kwa sababu ya nguvu zao. ukuaji kwenye miamba kabla ya kuvamia jangwa.
"Hii ni onyesho la wazi la kile ambacho awali kilikuwa nadharia ya Axelrod-ya kikundi cha mimea ya jangwani inayotoka katika hali ya hewa kavu kabla ya kuenea kwa makazi ya jangwa," Lichter-Marck alisema. "Hii inamaanisha nini ni kwamba mikakati ya kustahimili ukame ambayo ni tabia ya mimea ya jangwani inaweza isiwakilishi majibu kwa hali ya ukame inayopatikana katika jangwa. Badala yake, zinaweza kuwa tabia ambazo ziliibuka mapema kwa kushirikiana na hali ya hewa kavu ya zamani zaidi na thabiti zaidi, kama vile miamba katika mazingira ya kitropiki.
Kuzoea hali ya awali kunaweza kuwa ufunguo wa mafanikio ya mimea mingi ya jangwani, ikiwa ni pamoja na cacti, ambayo inajulikana kuishi kwenye miamba au kukua kama epiphytes kwenye miale ya miti ndani ya maeneo ya tropiki, ingawa nasaba hizi kubwa zingehitaji uchambuzi uliopanuliwa zaidi, alisema. .
Miamba ya miamba, ambayo wengi wao huishi katika makazi maalumu ambayo huwafanya kuwa katika hatari ya kutoweka, hukazia umuhimu wa kuhifadhi spishi zinazoonekana kuwa za kuvutia.
"Miamba mingi ya miamba imebobea sana na inaelekea kuwa finyu sana katika usambazaji wao na inaweza kuonekana kuwa isiyo muhimu sana kwa maisha ya mfumo wa ikolojia kwa ujumla. Katika biolojia ya mageuzi na biolojia ya uhifadhi, viumbe maalum vilivyo na safu nyembamba za kijiografia mara nyingi huchukuliwa kuwa nasaba zilizo hatarini na wakati mwingine zimeitwa malengo ya mageuzi," alisema. "Maana muhimu hapa ni kwamba kikundi cha wataalamu wa ikolojia wanaokua kwenye miamba iliyotawanyika katika makazi ya kitropiki walianzisha mionzi hii kuu jangwani. Kwa hivyo, inaonyesha kuwa wataalamu sio tu safu hizi zilizo hatarini kwenye ukingo wa kutoweka. Wanaweza kuwa vyanzo muhimu sana vya uvumbuzi katika mageuzi.
Lichter-Marck kwa sasa anapanua masomo yake ya mimea ambayo hukua kwenye miamba hadi Hawai'i, ambapo spishi nyingi nadra za asili huishi tu kwenye kando ya milima mikali. Badala ya kuongeza miamba iliyo hatarini kufikia vielelezo adimu, hata hivyo, anatumai kutumia ndege zisizo na rubani.