Градиент филогенетического разнообразия растений в зависимости от широты

Учёные веками ищут причины широтного градиента видового разнообразия — закономерности, характерной для большинства групп живых организмов, включая растения, насекомых, птиц и млекопитающих.

Интересно, что эстонский лесной луг на севере страны делит мировой рекорд по видовому богатству с тропическими лесами. Группа учёных из эстонских университетов (Massante et al. 2019) исследовала, объясняются ли эти широтные закономерности не только числом видов, но и их эволюционным родством (филогенетическим разнообразием).

Massante и коллеги обнаружили противоположные широтные градиенты филогенетического разнообразия у древесных и травянистых сообществ. Они провели мета-анализ опубликованных данных по 459 древесным и 589 травянистым сообществам от экватора до 60° северной широты. Выяснилось, что в тропиках древесные сообщества состоят из более близкородственных видов, а травянистые виды, как правило, более близкородственны на более высоких широтах.

Авторы утверждают, что эти различия возникают из-за видообразования и расселения. Большинство покрытосеменных древесных видов эволюционировали в тропиках, а хвойные древесные виды появились на более высоких широтах. Это создаёт положительный широтный градиент разнообразия в лесах: большое количество близкородственных древесных видов в тропических лесах. Травянистые виды эволюционировали в более молодых типах растительности на высоких широтах, например, в степях. Поэтому в степях наблюдается отрицательный широтный градиент разнообразия: большое количество близкородственных травянистых видов в умеренных степях.

Это исследование вносит вклад в дискуссию «колыбель/музей» о причинах разнообразия. Результаты подтверждают, что широтный градиент разнообразия может возникать из-за того, что разные регионы действуют либо как «колыбели», либо как «музеи». В регионах-«колыбелях» видообразование создаёт сообщества из близкородственных видов. Сообщества из более далёких родственников встречаются в регионах-«музеях», где условия способствуют сохранению древних видов. Эти выводы также подтверждают, что для объяснения широтных градиентов разнообразия необходимо учитывать как эволюционные, так и экологические процессы. «Хотя высокое количество видов в тропиках хорошо известно, понимание их эволюционного родства только начинается», — говорит Massante.