Sciencemag.cz
Doporučujeme
Výskumná skupina z Nitry študuje evolúciu a genetiku borovíc v tzv. hybridných zónach – miestach, kde z evolučného hľadiska „klasická“ biologická definícia druhu prestáva platiť. Stretávajú sa tu síce populácie dvoch rôznych druhov, ale môžu sa medzi sebou krížiť a vytvárať spoločné potomstvo.
„Na Slovensku sa táto situácia vyskytuje na niekoľkých veľmi vzácnych lokalitách, kde spolu rastie borovica lesná (Pinus sylvestris) a borovica horská (Pinus mugo) v extrémnych podmienkach rašelinísk. Tieto ekosystémy fungujú ako prírodné laboratóriá, v ktorých môžeme priamo sledovať, ako sa druhy vyvíjajú, ako sa ich gény miešajú alebo naopak izolujú,“ približuje Miroslav Klobučník z Ústavu genetiky a biotechnológií rastlín CBRB SAV, v. v. i., v Nitre. Vzniká tu tzv. hybridný roj – populácia, v ktorej sa dva príbuzné druhy alebo poddruhy dlhodobo miešajú. Nejde o ojedinelé krížence, ale o celé spoločenstvo jedincov s rôznym podielom génov oboch rodičovských druhov.
Skutočnosť, že hybridné jedince v rašeliniskách prežívajú a miestami prevažujú, naznačuje, že tieto extrémne biotopy poskytujú vhodné podmienky pre vznik a udržanie nových evolučných kombinácií.
Pre evolučnú biológiu sú hybridné roje nesmierne cenné — umožňujú sledovať evolučné procesy v reálnom čase: ktoré gény sa prenášajú, ktoré sú blokované a aké faktory prostredia ovplyvňujú miešanie druhov.
„Na Slovensku sa hybridné roje borovíc nachádzajú len na rašeliniskách PR Medzi Bormi (Zuberec), PR Rudné (Suchá Hora) a PR Tisovnica (Oravská Polhora). Známky hybridizácie boli tiež evidované na skalnatej lokalite Obšívanka (Terchová), no súčasný výskum mikrosatelitov spochybnil hybridný charakter tejto populácie,“ uvádza Miroslav Klobučník.
Aby vedci získali čo najpresnejší obraz o tom, ako sa borovice v hybridných populáciách správajú a vyvíjajú, využívajú vo výskume viaceré metódy – genetické, morfologické aj fyziologické, ktoré sa navzájom dopĺňajú a vytvárajú ucelený obraz o hybridizácii.
Domov týchto vzácnych hybridov, rašeliniská, sú na Slovensku extrémne vzácne a boli desaťročia poškodzované odvodňovaním. Ich vysychaním mizne nielen voda, ale aj celé spoločenstvá špecializovaných druhov — vrátane hybridných borovíc, ktoré sú z evolučného hľadiska mimoriadne významné.
„Naše genetické analýzy ukazujú, že populácie na rašeliniskách Medzi Bormi, Rudné a Tisovnica sú dnes geneticky výrazne odlišné, a že v minulosti tvorili pravdepodobne rozsiahlejšie populácie podobného charakteru. Pôvodné rozlohy týchto rašelinísk presahovali 100 ha – dnes je to Medzi Bormi približne 6 ha, Rudné asi 2 ha, Tisovnica zhruba 11 ha. Takéto zúženie viedlo k poklesu veľkosti populácií, úbytku genetickej diverzity a môže ovplyvniť ich budúcu životaschopnosť,“ vysvetľuje Miroslav Klobučník.
Výskum hybridných zón borovíc je preto dôležitý aj pre ochranu prírody – genetická diverzita je základom adaptability a predstavuje nenahraditeľnú súčasť biodiverzity Slovenska. Lesy a rašeliniská s vyššou diverzitou sú stabilnejšie voči suchu, škodcom a extrémom, lepšie viažu uhlík, regulujú vodu a chránia pôdu pred eróziou či povodňami – čo prináša konkrétne úspory pri ochranných a hospodárskych zásahoch. Geneticky rôznorodé populácie predstavujú „poistenie“ pre budúcnosť – odolnejšie stromy zvládnu zmeny klímy a nové environmentálne výzvy.
„Aj keď rašeliniskové populácie borovíc neprinášajú priame zisky z ťažby dreva, poskytujú zásadné ekosystémové služby: zadržiavanie a čistenie vody, viazanie uhlíka a udržiavanie mikroklímy krajiny. Strata týchto systémov znamená nielen biologickú, ale aj ekonomickú škodu, preto je ochrana biodiverzity a zachovanie hybridných populácií borovíc dôležitá nielen ekologicky, ale aj prakticky,“ uzatvára Miroslav Klobučník.
V súčasnosti sa vedecký tím venuje výskumu genetickej štruktúry borievky obyčajnej (Juniperus communis) na Slovensku vrátane jej poddruhu borievky nízkej (J. communis subsp. nana) a ich prirodzeného hybrida J. communis nothovar. intermedia. Cieľom je pochopiť, či genetické faktory neprispievajú k jej úbytku a navrhnúť opatrenia na ochranu tejto ekologicky aj kultúrne významnej dreviny.
