Вулканизм — недооцененный драйвер эволюции на океанических островах

На океанических островах необычно много древесных растений. Ученые из Университета Байройта вместе с коллегами из Италии, Великобритании, Норвегии и Испании нашли новое объяснение этому феномену: одревеснение биомассы стало для многих видов растений защитой от частых извержений вулканов, во время которых огромные территории покрываются толстым слоем пепла.

Древесные растения могут выжить даже под слоем пепла толщиной до полуметра. На примере канарского острова Ла-Пальма европейская команда представляет свою концепцию в журнале npj Biodiversity.

Обилие древесных растений на островах особенно заметно в сравнении с биологически родственными видами на материке. Многие островные одревесневшие виды принадлежат к семействам и родам, которые на континенте представлены травянистыми растениями. Чарльз Дарвин объяснял эту особенность конкуренцией за солнечный свет. Более поздние исследования указывали на адаптацию к засухе.

Новая гипотеза о связи с частым на островах вулканизмом возникла после мощных извержений на Ла-Пальме в 2021 году, которые длились несколько месяцев. Подобные события повторялись на океанических островах тысячи раз в истории Земли.

«Извержения вулкана Тахогайте на Ла-Пальме предоставили уникальную возможность для биогеографических исследований. Геологические и климатические изменения на Канарских островах долгое время фиксировались с научной точностью, что позволяет легко интегрировать новые наблюдения за растительностью в более широкий контекст», — говорит первый автор исследования, профессор д-р Карл Байеркунлайн, заведующий кафедрой биогеографии Университета Байройта.

В апреле 2022 года, через четыре месяца после окончания извержений, его команда исследовала растительность на Ла-Пальме. Почти вся поверхность острова была покрыта слоем пирокластического пепла, выброшенного из кратера. Всего на остров осело более 20 миллионов кубических метров пепла. Вблизи кратеров слой пепла на больших площадях превышал 20 сантиметров, а в непосредственной близости — два метра.

Большинство древесных растений пережили это событие. Даже в районах, где слой пепла составлял от десяти сантиметров до полуметра, они уже через несколько недель цвели. В то же время многие травы и злаки остались погребенными под пеплом. Почти все выжившие древесные растения являются эндемиками, которые растут только на Ла-Пальме.

Собранные данные — пример биологического отбора: одревеснение оказывается признаком, обеспечивающим выживание и дальнейшее развитие на океанических островах.

На островах, часто подвергавшихся извержениям в прошлом и продолжающих подвергаться сегодня, в растительности особенно высока доля эндемичных видов. Авторы исследования считают весьма вероятным, что отбор по признаку одревеснения способствовал выработке стратегии выживания, позволившей растениям на вулканических островах защититься от воздействия пеплопадов.

Популяции изначально травянистых видов, не имевших стабилизирующих структур, на протяжении многих поколений развивались в эндемичные древесные формы по мере увеличения доли древесины в их биомассе.

«Мы не отрицаем, что другие факторы, такие как климатические условия, также могли способствовать росту древесных растений на островах. Однако наши последние наблюдения на Ла-Пальме подтверждают предположение, что вулканизм — ранее недооцененный драйвер эволюции на океанических островах. Биогеографические и экологические последствия извержений поэтому следует изучать более точно и регулярно в будущем», — заключает Байеркунлайн.