Jak zmiany klimatu wpływają na ewolucję. Nie tylko drzew

– Zmiany klimatyczne są ważnym motorem ewolucji. Wraz z nimi zmienią się zasięgi występowania wielu roślin. A to zmusza też wiele gatunków z nimi związanych - choćby owadów - do migracji. Długotrwała izolacja rozdzielonych w trakcie migracji populacji może doprowadzić do specjacji i powstania nowych gatunków – mówi Jakub Goczał, doktorant z Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie.

Jakub Goczał wraz z zespołem badał, jak zmiany w okresie ostatniego zlodowacenia wpływały na ewolucję świerka pospolitego i związanego z tym gatunkiem roślinożernego chrząszcza.

Lepsze i gorsze czasy dla świerka

– W trakcie ostatniego zlodowacenia, postępujący ze Skandynawii lodowiec zmusił wiele gatunków drzew do wycofania się. Te gatunki przetrwały na niewielkich obszarach, np. w dolinach górskich aż do czasu, kiedy warunki klimatyczne stały się dla nich bardziej korzystne – opowiada Jakub Goczał.

Podobnie było ze świerkiem. Kilkadziesiąt tysięcy lat temu jego zasięg obejmował znaczną część środkowej Europy, ale w trakcie ostatniego zlodowacenia drzewo było w stanie przetrwać tylko w dwóch rejonach. Jeden z nich to obszar Alp i Karpat, drugi znajdował się w europejskiej część Rosji.

Te rozdzielone przez lodowiec populacje świerka nie miały ze sobą kontaktu przez tysiące lat. Kiedy klimat w holocenie się ocieplił - rozpoczęła się rekolonizacja - rozdzielona populacja północna i południowa ponownie się spotkały w rejonie Puszczy Białowieskiej.

Owad pod lupą naukowców

Choć historia migracji świerków była już wcześniej stosunkowo dobrze poznana, to nie wiadomo było wiadomo, jak wpłynęła ona na ściśle związane z tym gatunkiem drzewa zwierzęta. Teraz takie dane się pojawiły.

– Skupiliśmy się na dużym chrząszczu rozwijającym się w drewnie świerków - żerdziance krawiec. Zbadaliśmy osobniki tego chrząszcza z niemal całego obszaru jego występowania, od Alp i Karpat przez Skandynawię, Syberię, aż do Japonii –opowiada naukowiec.

– Udało nam się pokazać, że żerdzianka migrowała wraz ze świerkiem i przetrwała wraz z nim w dwóch izolowanych rejonach, co doprowadziło do powstania dwóch różnych podgatunków. Kiedy klimat się poprawił, owad wraz ze świerkiem opanowywał nowe tereny, aż ok. 9 tys. lat temu doszło do ponownego spotkania rozdzielonych populacji w okolicach Puszczy Białowieskiej – opowiada naukowiec.

Tam gatunki zaczęły się znów ze sobą krzyżować.

Wnioski z tych badań? Zanik na danym obszarze nawet jednego, nieistotnego z pozoru gatunku rośliny, może pociągać za sobą efekt domina i wpływać na całe ekosystemy i przebieg procesów ewolucyjnych.

Świerk woli zimno

– Świerk pospolity to gatunek szczególnie narażony na nadchodzące zmiany klimatu – mówi badacz.

Drzewo to preferuje chłodne i wilgotne siedliska. O ile podczas zlodowacenia klimat był dla świerka zbyt zimny, o tyle teraz staje się on zbyt ciepły.

– W ostatnich latach obserwujemy znaczne zamieranie drzewostanów świerkowych w wielu regionach Polski – mówi badacz.

Świerkowi szkodzą nie tylko rosnące średnie temperatury, ale i związany z suszami obniżający się poziom wód gruntowych, bo drzewa te mają płytki (tzw. talerzowy) system korzeniowy.

Jeśli z terenu Polski zniknie świerk, wraz z nim zabraknie prawdopodobnie wielu innych organizmów.

Ze świerkiem zniknie dzięcioł

Ze świerkiem jest związanych co najmniej kilkaset różnych gatunków zwierząt, głównie owadów. Część z nich będzie w stanie znaleźć sobie zastępczy gatunek, na którym może żerować. Ale jest też grupa organizmów na tyle wyspecjalizowanych, że bez świerka sobie nie poradzi i razem z nim zniknie z danego terenu.

Należy do nich np. zagrożony dzięcioł trójpalczasty, dla którego podstawą pożywienia są owady mieszkające w obumarłych świerkach. Zniknięcie jednego gatunku, jak domino, może pociągnąć nowe zmiany w kolejnych ogniwach łańcucha pokarmowego.

– Kluczowym czynnikiem, który wpływa na szansę przystosowania się gatunków do zmian klimatycznych, jest tempo tych zmian. My badaliśmy zmiany historyczne, które zachodziły znacznie wolniej niż teraz. Tempo obecnych zmian klimatycznych jest bezprecedensowo szybkie. Wiele gatunków ma za mało czasu, by do tych zmian się dostosować zwraca uwagę naukowiec.

Może się to więc wiązać z o wiele większymi zmianami w ekosystemach i znacząco wpływać na procesy ewolucyjne.