חוקרים חוקרים כיצד הכחדת ציפורים ושינויי אקלים משפיעים על המגוון הגנטי ועל שימורו של כף היד של סמל היער האטלנטי
ישנם מספר גורמים אשר נראה כי הם משפיעים על הישרדותו של דקל הז'וזארה, שממנו מופק הלב האיכותי ביותר של כף היד - ומסיבה זו בדיוק המוערך ביותר. בנוסף ללחץ העז של כריתת הג'וזרה הבלתי חוקית והרס היער האטלנטי, הכחדת הציפורים ושינויים באקלים עלולים להוביל את המין להכחדה בטבע.
תופעת הכחדת בעלי החיים נקראת על ידי מדענים defaunition. בדרך כלל מתעלמים מאובדן מיני בעלי חיים האחראים על פיזור הזרעים ושינויי האקלים בשימור הצומח. שני גורמים אלה התגלו לאורך שנים של מחקר על ידי הביולוג מאורו גאלטי וצוותו במחלקה לאקולוגיה באוניברסיטת אסטדואל פאוליסטה (אונסק), בריו קלארו.
ניתן להפיק את לב הדקל מגזעם של כמה מינים של עצי דקל, אך אלה שנמצאים בדרך כלל לצריכה הם של juçara, pupunha ו- açaí (או açaí). כף היד של הצ'וזרה ( אוטרפה אדוליס ) היא ילידת היער האטלנטי, בעוד שאר המינים הם מהאמזונס.
ההבדל בין שלושת המינים הוא שלג'וזרה יש תא מטען יחיד, בעוד שהאחרים יוצרים גושים. לפיכך, כאשר מחלצים את לב הדקל, דקל הז'וזארה מת, ואילו הפופונה והאסאי נובטים מהגזע הראשי, כמו שקורה בעצי בננה.
הבדל חשוב נוסף הוא שלג'וזרה לוקח שמונה עד 12 שנים לייצר לב איכותי של כף היד, בעוד שניתן להפיק את כף היד של הפופונה רק לאחר 18 חודשי שתילה.
לכן, מיצוי לבבות juçara של כף היד כרוך בהכרח בכריתת אנשים בוגרים, רצוי כאלה בגודל גדול יותר (עצי דקל יכולים להגיע לגובה 20 מטר). כאשר אנשים בוגרים נכרתים, יש פחות צמחים לייצר זרעים שיפוזרו כדי להנביט. האוכלוסייה הולכת ומתמעטת ואף עשויה להיכחד מקומית.
מסיבות אלו נכללת כף היד של ג'וזארה ברשימה האדומה של מיני הצומח בברזיל בסכנת הכחדה, שהוכנה על ידי המרכז הלאומי לשימור הצומח.
שימור juçara קשור ישירות לשמירה על המגוון הביולוגי של היער האטלנטי. הזרע והפירות שלו משמשים מזון ליותר מ -48 מינים של ציפורים ו -20 של יונקים. הטוקנים, ג'קוטות, ג'קוסים, סביאס וארפונגות הם האחראים העיקריים לפיזור הזרעים, בעוד שקוטיות, טפירים, אספנים, סנאים ובעלי חיים רבים אחרים נהנים מזרעיהם או מפירותיהם. פירות עשירים בשומן ובנוגדי חמצון, ולכן הם כל כך מבוקשים על ידי בעלי חיים.
חוקרים מ- Unesp מצאו כי הירידה המואצת באוכלוסיות עופות המפזרים זרעים, עקב פיצול או הרס בתי גידול או על ידי תפיסה לא חוקית, היא הגורם העיקרי מאחורי האובדן בשונות הגנטית של juçara. וכששונות גנטית הולכת לאיבוד, המין הופך שברירי יותר להתמודד עם אתגרים עתידיים, כמו שינויי אקלים המשפיעים על כדור הארץ.
במחקר שפורסם ב- Conservation Genetics , החוקרים מאוניברסיטת Unesp, האוניברסיטה הפדרלית של גויאס ומאוניברסיטת סנטה קרוז הגיעו למסקנה כי הדפוס הנוכחי של המגוון הגנטי ב- E. edulis ביער האטלנטי הוא שילוב של שינויי אקלים באלפי השנים האחרונות. ופעולה אנושית, כמו הרס בתי גידול והכחדה של ציפורים המפזרות זרעים.
בעבודה זו החוקרים מצאו כי המגוון הגנטי של כף היד של הצ'וזארה צומצם על ידי שינויים אקלימיים במהלך 10,000 השנים האחרונות (תהליך היסטורי טבעי) וכי כיום ניתן להסביר תהליך זה על ידי הכחדתם של ציפורים גדולות ממדים (תהליך אנתרופי, כלומר, כתוצאה מפעילות אנושית).
תגלית זו הובילה את החוקרים לנסות להבין כיצד ציפורים טרחניות משפיעות על תהליך ההתמיינות הגנטית של juçara.
מחקרים שנערכו במעבדתו של פרופסור גאלטי כבר אישרו כי קיים קשר בין הקטנת גודל זרעי juçara (שקוטרם באופן טבעי בין שמונה ל -14 מילימטרים) לבין הכחדה מקומית של ציפורים גדולות המפזרות את זרעיהם.
במחקר שפורסם בכתב העת Science בשנת 2013, החוקרים חקרו 22 אזורים ביער האטלנטי שהופצו בין פאראנה, סאו פאולו, ריו דה ז'ניירו, מינאס גאריס ודרום באהיה. הם מצאו כי באזורים שבהם היו ציפורים גדולות, כמו טוקאנים ( Ramphastos spp .), Guans ( Penelope spp .) ו jacutingas (i> Aburria jacutinga), זרעי juçara היו גדולים יותר ויכולים לעלות על 12 מילימטרים. באזורים בהם שררו מינים קטנים יותר עם מקור קטן יותר, כמו קיכלי ( Turdus spp.), קוטר זרעי juçara לא עלה על 9.5 מילימטרים.
במילים אחרות: באזורים של היער האטלנטי בו נכחדה אוכלוסיית הטוקנים, הגוואנים, הארפונגות ( Procnias nudicollis ) והג'קוטות באופן מקומי על ידי ציד, הזרעים הגדולים כבר אינם מפוזרים, מכיוון שהם גדולים מדי עבור פרוביות קטנות כמו סביאס, שרק הם יכולים לבלוע את הזרעים הקטנים. זרעים שאינם נצרכים על ידי הציפורים אינם נובטים, כלומר, juçara תלוי בעופות כדי לשמור על אוכלוסייתן.
הבדל כזה בגודל הזרע עשוי להיראות קטן, אך הוא לא. זה חשוב לשימור כף היד. "הסיבה לכך היא שזרעים קטנים יותר מאבדים מים ביתר קלות מכיוון שיש להם פחות שטח פנים וזה גורם לעצי דקל להיות רגישים יותר לעלייה בתקופות הבצורת, מה שאמור להגדיל את תדירותם עם שינויי אקלים", מסביר גלטי.
החוקרים גילו כי ביערות הסמוכים לריו קלארו שבהם שוררות הצמרות עם זרעים קטנים, לאחר הבצורת הקשה בשנת 2014, הם פשוט לא נבטו.
"הלחץ הסלקטיבי שנגרם כתוצאה מהמחדל הוא כה חזק, עד שבאזורים מסוימים לקח 50 שנה עד שזרעי הצ'וזרה הגדולים יותר נעלמו. האם בחירה כזו תורגש ברמה הגנטית? הממצא הזה הוא שהוביל לעבודה החדשה שלנו ", אמרה הביולוגית קרולינה דה סילבה קרבליו, הדוקטורנטית של גלטי.
במחקר שפורסם בשנת 2016 ב- Scientific Reports , מקבוצת Nature , קבוצת Unesp הראתה שהמחדל, בנוסף לשינוי השונות (גודל) פנוטיפי של זרעי juçara, מוביל לשינויים אבולוציוניים באוכלוסיות ה- Euterpe edulis , או כלומר בגנוטיפ שלו.
המחקר נתמך על ידי הקרן לתמיכת המחקר של מדינת סאו פאולו (Fapesp) במסגרת הפרויקט התמטי "השלכות אקולוגיות של defaunation ביער האטלנטי" וסיוע רגיל "שיטות דגימה חדשות וכלים סטטיסטיים לחקר המגוון הביולוגי: שילוב אקולוגיה תנועתית עם אוכלוסיית אוכלוסיה וקהילה ”.
"בעבודה זו רצינו לדעת האם הכחדתם של ציפורים גדולות חמדנות עשויה להוביל לשינוי גנטי בלב כף היד. עם זאת ידענו שגורמים היסטוריים יכולים להשפיע גם על המגוון הגנטי של לב הדקלים. לפיכך, בנינו מערך השערות והערכנו איזה תהליך הסביר בצורה הטובה ביותר את דפוס המגוון הגנטי בקרב אוכלוסיות E. edulis ", אמר קרבליו.
המחקר לקח בחשבון שלושה משתנים עיקריים שיכולים להשפיע על שינויים גנטיים בקרב אוכלוסיות כף היד. ראשית, נכללו נתונים על אובדן של סוכני פירותיים גדולים המפזרים זרעי juçara (defaunation).
שנית, נכללו נתונים על המקור הביוגיאוגרפי של האוכלוסיות השונות של E. edulis . נבדקו ההבדלים באוכלוסיות עצי דקל הגדלים ביערות אומברופיליים, היערות הצפופים והלחים ביותר, בעלי עלים ירוקי עד, ואלה הגדלים באזורים נשירים למחצה, פתוחים ויבשים יותר, עם צמחייה שמאבדת עלים באופן עונתי.
נבדק גם תפקיד הפיצול של אזורי היער האטלנטי בשינוי השונות הגנוטיפית של juçara. פיצול היערות יכול להוביל לצמצום דרסטי בגודל האוכלוסייה ולעלייה בבידוד המרחבי של האוכלוסיות, ובכך להפחית את המגוון הגנטי שלהן.
"עבודתנו הראתה בבירור בידול גנטי בין עצי דקל במקומות עם וללא ציפורים גדולות והגענו למסקנה שהכחדה של פרוביות גדולות משנה את התפתחות לב דקל הז'וזארה", מוסיף קרבליו.
האם ההבדל הגנטי הזה קשור לגודל הזרעים? "אנחנו עדיין לא יודעים. לא הרחיקו לכת לנתח את הגנטיקה של juçara כדי לגלות אילו גנים אחראים לשינוי בגודל הזרע. מה שאנו יכולים לומר הוא שהמחדל משנה את הברירה הטבעית בה רק זרעי הז'וזרה מפוזרים ומשפיעים גם על הגנטיקה של הצמח ", אמר גלטי.
אם לוקחים בחשבון את כל מה שנמצא עד כה, האם אפשר להפוך את המצב הזה? במילים אחרות, האם ניתן להבטיח שאוכלוסיות שיש להן רק זרעים קטנים שורדות לנוכח שינויי האקלים?
החוקרים מבקשים כעת לשחזר את המגוון הגנטי והשונות של גדלי הזרעים של הצ'וזרה במקום בו היא נפגעת.
"באזורים טבעיים רבים, אם לא נתערב, אוכלוסיות לב כף היד עשויות להיעלם עם שינויי אקלים מכיוון שזרעים קטנים מאבדים יותר מים ואינם נובטים. במילים אחרות, בשנים חמות ויבשות, הזרעים לא ינבטו ”, אמר גלטי.
"בשלב חדש זה של הפרויקט, אנו רוצים להעריך מהי הדרך הטובה ביותר להחזיר את השונות הגנטית ואת גודל הזרעים באוכלוסיות בהן נכחדו מפיצי הזרעים הגדולים. ישנם אזורים עם זרעים גדולים וקטנים. עם זאת, רק זרעים גדולים אינם מפוזרים, לאור היעדר ציפורים גדולות יותר. ויש אזורים שבהם הזרעים הגדולים כבר נעלמו. לפיכך, אנו בודקים האם החדרה פשוטה של ציפורים גדולות מספיקה בכדי להבטיח התאוששות מלאה של זרעי לב כף היד, או אם אנו זקוקים לאסטרטגיות שחזור יעילות יותר, "אמר קרבליו.
"ללא לבבות הדקל, היער האטלנטי יהפוך עני יותר, מכיוון שהג'וזרה מאכילה את מפיצי הזרעים הגדולים ביותר ביער", אומר גלטי. "בהרצאה בנושא זה עבור חקלאים ואנשים שמתחזקים במשתלות של שתילי ז'וקארה, הם אמרו לי במהירות שמעכשיו הם יבחרו את הזרעים הגדולים ביותר וייצרו שתילים מזרעים אלה", אמר גלטי.
חקר האקולוגיה של עץ הדקל juçara תופס מקום מרכזי במסלול המדעי של גלטי. "התחלתי ללמוד פיזור זרעים בשנת 1986, עם מלגה של Fapesp. למדתי אילו ציפורים התפזרו ונטרפו את זרעי juçara. זה היה הבסיס של כל המחקרים המאוחרים שלנו, מכיוון שיש לנו בסיס איתן בהיסטוריה הטבעית על יחסי הגומלין הלב-הדקלים והמצומצמים ובביטחון רב נוכל לומר מהם המפיצים הטובים ביותר של הז'וזרה ", אמר.
מאמרים:
יציבות אקלימית והשפעות אנושיות עכשוויות משפיעות על המגוון הגנטי ומצב השימור של דקל טרופי ביער האטלנטי בברזיל (doi: 10.1007 / s10592-016-0921-7), מאת קרולינה דה סילבה קרוואלו, ליליאנה באלסטרוס-מג'יה, מילטון סזאר ריביירו, מרינה קוראה קורטס, אלסנדרו סוזה סנטוס ורוזנה גרסיה קולוואטי: //link.springer.com/article/10.1007/s10592-016-0921-7.
דפונטציה מובילה לשינויים מיקרו-אבולוציוניים בכף היד הטרופית (doi: 10.1038 / srep31957), מאת קרולינה ס 'קרוואלו, מאורו גאלטי, רוזאן ג' קולוואטי ופדרו ג'ורדנו: //www.nature.com/articles/srep31957.
הכחדה פונקציונלית של ציפורים מביאה לשינויים אבולוציוניים מהירים בגודל הזרע (doi: 10.1126 / science.1233774), מאת מאורו גאלטי, רוג'ר גווארה, מרינה סי קרטס, רודריגו פאדיני, סנדרו פון מטר, אבראו ב 'לייט, פאביו לבקה, טיאגו ריביירו , קרולינה ס 'קרבאליו, רוזאן ג' קולוואטי, מתיאס מ 'פיירס, פאולו ר' גימאראס ג'וניור, פדרו ה 'ברנקליון, מילטון סי ריביירו ופדרו ג'ורדנו. 2013: //science.sciencemag.org/content/340/6136/1086.
מקור: פיטר מון, מאגנסיה פאפס
