Инвазивные сорняки могут пролить свет на адаптацию к климату

В гонке за адаптацию к изменению климата сорняки могут оказаться победителями. Понимание их отточенных механизмов выживания может помочь в разработке стратегий экологического менеджмента.

В то время как другие виды могут пострадать от колебаний окружающей среды, изменения температуры могут помочь инвазивным сорнякам расширить свои ареалы. Многие сорняки также способны к относительно быстрым генетическим изменениям, что усиливает их способность колонизировать новые территории.

Эти выводы следуют из исследования «Прогнозирование инвазии сорняков в Канаде в условиях изменения климата: оценка эволюционного потенциала», опубликованного в Canadian Journal of Plant Science (92:2012) экологом-сорняковедом Антонио ДиТоммазо и биологом Дэвидом Клементсом.

«Стандартный модельный подход рассматривает растения как статичные объекты, — сказал ДиТоммазо. — Но изменения в распространении сорняков могут также отражать эволюционные изменения в самих растениях. Мы уже видели, как они меняются в ответ на влияние человека, такое как методы ведения сельского хозяйства».

В исследовании ученые рассмотрели четыре вида сорняков — гималайский бальзамин, абутилон Теофраста, японская горец и сорго алеппское, — которые расширяли свои ареалы на север в Северной Америке. Они обнаружили свидетельства потенциальных эволюционных реакций на изменение климата у каждого вида, несмотря на различия в популяционной генетике.

Результаты исследования помогут бороться с распространением сорняков и связанным с ним экономическим и экологическим ущербом. Также интересно, чему сорняки могут научить нас в плане заселения и восстановления деградированных территорий.

«С экологической точки зрения они просто особенно хороши в колонизации нарушенных участков и сохранении численности при повторяющихся нарушениях. Экологически они просто выживают», — отметил ДиТоммазо.

Он добавил, что сорняки также необходимы для сельского хозяйства и благополучия человека, защищая и восстанавливая почву, когда территории распахиваются под поля, выжигаются или иным образом изменяются.

Тем не менее, сорняки — самая затратная категория сельскохозяйственных вредителей и наносят больший ущерб урожаю во всем мире, чем насекомые-вредители, патогены растений или теплокровные вредители.

«Не проходит и года, чтобы с ними не приходилось бороться — они как налоги или смерть. Болезни и вредители могут прийти в один год и исчезнуть в следующий, но сорняки постоянны», — сказал он.

ДиТоммазо также указал, что сорняки считаются основным ограничивающим фактором производства для быстро растущего сектора органического сельского хозяйства.

«Нам необходимо... разрабатывать и внедрять безопасные, эффективные и устойчивые стратегии борьбы с ними. Но мы также должны задуматься о том, что позволяет этим диким растениям быть такими устойчивыми. Возможно, некоторые стратегии, которые делают их проблемными, могут помочь нам лучше проектировать системы земледелия, особенно в свете прогнозируемых изменений климата».