Генетики выяснили, в какой части Сибири тайга не переживет потепление
Сотрудники Красноярского научного центра СО РАН совместно с коллегами Сибирского федерального университета проверили генетическую уязвимость сибирской лиственницы перед изменением климата. К концу века одни популяции ключевого для тайги вида могут исчезнуть, в то время как другие сохранят устойчивость и смогут стать «донорами» для спасения лесов. Данные позволят по-новому расставить приоритеты в охране лесов. Результаты опубликованы в журнале Forests.
Из-за изменения климата температурный режим и количество осадков в Сибири быстро становятся другими. Это создает серьезные проблемы для лиственницы сибирской Larix sibirica L, из которой, по большей части, и состоит сибирская тайга. От ее состояния зависят стабильность вечной мерзлоты и способность лесов поглощать углекислый газ.
Популяции лиственницы уже сокращаются под действием изменения климата, и этот процесс пойдет активнее уже в ближайшие десятилетия.
Генетическая неоднородность
Оказалось, что не все лиственницы в одинаковой опасности. Одни находятся в уязвимом положении из-за глобального потепления, но другие, наоборот, обладают генетической устойчивостью и могут помочь спасти вид.
Для оценки использовали метод геномного смещения. Он показывает, насколько сильно должен измениться генетический состав популяции, чтобы соответствовать новым климатическим условиям. Чем выше этот показатель, тем больше риск, что деревья не успеют адаптироваться.
Исследователи проанализировали ДНК сибирской лиственницы из 37 разных районов: от Заполярья до гор Алтая и Саян. Они изучили более 20 000 генетических маркеров и их связь с шестью основными климатическими переменными, включая температурную стабильность и количество осадков в самый засушливый месяц.
Зоны риска и устойчивые популяции
В зоне наибольшего риска оказались две группы популяций. Наиболее высокий риск на Урале и в субполярных районах, а также у высокогорной алтайской популяции. Там климат меняется сильнее всего, согласно климатическим моделям, потепление может достичь 6–7 °C к 2081–2100 годам. Деревья не успеют приспособиться к столь стремительным изменениям. Высокогорные популяции Южного и Центрального Урала, несколько популяций из Алтайского и Саянского горных хребтов также оказались в зоне риска, там изменения климата меньше, но сами популяции генетически бедны, что снижает их адаптивный потенциал даже при умеренных изменениях климата. Ученые отметили, что такие популяции требуют приоритетных мер по сохранению.
При этом несколько центральных и южных популяций показали низкие значения геномного смещения и могут быть названы устойчивыми. Они смогут перенести даже значительное потепление.
«Мы обнаружили, что климатическая уязвимость лиственницы распределена по всему ареалу вида крайне неоднородно. Сильные ассоциации генотипа и окружающей среды показывают, что деревья поколениями приспосабливались к местному климату и локальная адаптация во многом определяет их шансы на выживание. Наиболее устойчивые популяции могут служить потенциальными источниками семян для будущих лесовосстановительных работ в условиях меняющегося климата. При этом следует отметить, что прогнозы на основании этих данных должны быть дополнены экологическими, физиологическими и экспериментальными данными, прежде чем их можно будет использовать для принятия управленческих решений. Это будет нашей следующей задачей», — заключила один из авторов работы Серафима Новикова, кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории геномных исследований и биотехнологии ФИЦ КНЦ СО РАН.
