Экстремальная световая среда полюсов поддерживает биоразнообразие

Исследователи из Финляндии выдвинули теорию, что уникальная световая среда полярных регионов Земли создаёт условия для формирования циркумполярных гибридных зон вокруг Северного и Южного полюсов. Экстремальные условия увеличивают синхронность репродуктивной фенологии видов, заставляя их размножаться в более узком временном окне. Это поддерживает биоразнообразие в долгосрочной перспективе.

Профессор субарктической экологии Кари Сайкконен из Университета Турку и его коллеги представили новую теорию о роли полярной световой среды в поддержании биоразнообразия на геологических масштабах времени в миллионы лет. Исследование опубликовано в журнале One Earth.

• Уникальный световой режим: На полюсах, внутри Арктического и Антарктического кругов, наблюдаются уникальные месячные явления «полярного дня» с 24-часовым освещением летом и «полярной ночи» зимой.
• Стабильный сигнал: В отличие от температуры, длина дня — стабильный фактор, не зависящий от локального или глобального климата. Многие организмы, особенно фотосинтезирующие (растения, микробы), используют сезонные изменения длины дня для синхронизации размножения.
• Формирование гибридных зон: Экстремальная световая среда в полярных регионах увеличивает вероятность совпадения сроков цветения у близкородственных видов растений. Это создаёт возможности для гибридизации — скрещивания между видами или разновидностями.
• Роль гибридизации: Гибридизация, включая обратное скрещивание гибридов с исходными видами, позволяет переносить гены между видами и создавать новые адаптивные комбинации генов. Это ключевой механизм поддержания и создания биоразнообразия на длительных геологических масштабах.
• Контраст с низкими широтами: На низких широтах слабые сезонные изменения длины дня не вызывают перекрытия сроков размножения и не способствуют гибридизации. Видообразование там идёт через изоляцию и контакт популяций во время климатических циклов.
• Ключевая роль микробов: Микробы, многие из которых светочувствительны, играют решающую роль в поддержании глобального биоразнообразия. Они помогают растениям адаптироваться к полярным условиям. Растения и животных следует рассматривать как целое с их микробиотой.
• Угроза изменения климата: Полярные регионы нагреваются в 2–4 раза быстрее среднего показателя по Земле. Прогнозируется таяние арктических льдов и увеличение свободной ото льда площади Антарктиды, что угрожает экосистемам и повышению уровня моря.
• Новый взгляд на биоразнообразие: Исследователи предлагают сместить фокус с отдельных видов на генетическое разнообразие и важность микробных симбионтов. Биоразнообразие может восстановиться после потрясений, но экосистемы перестроятся в новые видовые сообщества. Необходимо сохранять генетический и видовой потенциал для будущей диверсификации и функционирования экосистем.