Горы и климат: раскрыта тайна разнообразия альпийских растений

Горные регионы Земли славятся своим исключительным богатством растительного мира, однако механизмы, сформировавшие это биоразнообразие на протяжении миллионов лет, до недавнего времени оставались загадкой. Новое исследование, опубликованное в журнале Science Advances, проливает свет на эту тайну. Международная группа ученых выяснила, что ключевыми факторами стали процессы горообразования и глобальное похолодание климата, происходившие в течение последних 30 миллионов лет.

Исследователи, в том числе специалисты из Тропического ботанического сада Сишуанбаньна (XTBG) Китайской академии наук, изучили эволюционную историю 8456 видов цветковых растений из пяти крупнейших горных систем Северного полушария. Объединив генетический анализ с данными о геологическом прошлом и реконструкциями палеоклимата, команда смогла отследить, когда и где зарождались и распространялись различные группы растений.

Результаты показали, что рост биоразнообразия в альпийских зонах зависел от двух взаимосвязанных процессов. С одной стороны, поднятие горных хребтов создавало новые, изолированные высокогорные «острова» – идеальные условия для эволюции и появления новых видов. С другой стороны, постепенное похолодание климата расширяло холодные зоны обитания, которые со временем соединяли ранее недоступные друг для друга горные вершины, позволяя растениям мигрировать и смешиваться.

«Наша работа связывает эволюцию растений с геологической и климатической историей Земли, показывая, как древние горы и изменения климата предсказуемым образом формировали жизнь в альпийских зонах», – отмечает один из авторов исследования Яоу Син. При этом ученые обнаружили, что разные горные системы играли уникальные роли в этом процессе. Например, Тибетско-Гималайский-Хэндуаньский регион стал настоящей «колыбелью», где в результате местной диверсификации появилось более половины новых видов.

В то же время альпийская флора Европы и Ирано-Туранского региона сформировалась в основном из местных растений, которые обитали на средних и малых высотах и постепенно адаптировались к суровым условиям высокогорья. Горы Тянь-Шаня, напротив, преимущественно «импортировали» виды из Тибетского нагорья. Активное поднятие гор последовательно ускоряло видообразование во всех регионах, подчеркивая фундаментальную роль геологических процессов.

«Эта асинхронная, но предсказуемая динамика помогает объяснить, почему альпийские растительные сообщества сегодня так сильно различаются от региона к региону», – добавляет ведущий автор Дин Вэньна. В последние пять миллионов лет глобальное похолодание еще больше усилило связь между холодными арктическими и альпийскими средами, превратив бореально-арктический регион в своего рода «биогеографический перекресток» для обмена флорой между Евразией и Северной Америкой.