Кактусы, эти выносливые обитатели засушливых регионов, традиционно ассоциируются с медленным ростом и удивительной способностью выживать в суровых условиях. Однако новое исследование, опубликованное командой ученых из Университета Рединга, переворачивает наши представления об их эволюции, показывая, что кактусы являются одной из самых быстро развивающихся групп растений на Земле.
Долгое время в биологии доминировала теория, восходящая к работам Чарльза Дарвина об орхидеях, согласно которой главную роль в формировании новых видов играют опылители и высокоспециализированные цветки. Предполагалось, что чем сложнее и точнее цветок «настроен» на конкретного опылителя, тем активнее идет процесс видообразования. Однако, как выяснилось, кактусы следуют совершенно иному пути.
Исследователи проанализировали длину цветков у более чем 750 видов кактусов. Диапазон размеров оказался поразительным: от миниатюрных, всего 2 мм, до гигантов, достигающих почти 37 см, что составляет 185-кратную разницу. Но, к удивлению ученых, никакой прямой связи между размером цветка и частотой возникновения новых видов обнаружено не было.
Ключевым фактором оказалась не абсолютная величина цветка, а скорость, с которой его форма меняется со временем. Кактусы, чьи цветки эволюционируют особенно быстро, значительно чаще дают начало новым видам. Этот эффект прослеживается как в недавней, так и в более древней истории эволюции этих растений.
«Мы привыкли думать о кактусах как о медленных, но выносливых растениях, однако наше исследование показывает, что семейство кактусовых — одна из самых быстро эволюционирующих групп растений на Земле», — отмечает ведущий автор работы Джейми Томпсон. По его словам, это означает, что пустыни, вопреки распространенному мнению, не являются «мертвыми зонами», а представляют собой «горячие точки» стремительных природных изменений.
На сегодняшний день науке известно около 1850 видов кактусов, и они продолжают активно диверсифицироваться. За последние 20-35 миллионов лет кактусы широко расселились по всей Америке, осваивая самые разнообразные аридные и полуаридные местообитания.
Исследование опирается на новую обширную базу данных CactEcoDB, созданную Томпсоном и его коллегами с трех континентов. Этот ресурс, объединяющий семилетнюю работу по сбору сведений о признаках, средах обитания и родственных связях кактусов, призван помочь лучше понять их разнообразие и угрозы, с которыми они сталкиваются.
Сегодня почти треть видов кактусов в мире находится под угрозой исчезновения. Авторы работы предлагают учитывать не только отдельные морфологические черты, но и «скорость эволюции» вида. Быстрое изменение признаков не гарантирует устойчивости, особенно в условиях климата, который меняется быстрее, чем растения успевают к нему приспособиться, но может помочь предсказать, какие виды нуждаются в особом внимании и защите.
