Вельвичия – самое выносливое растение на земле (20 фото + 1 видео)

Опубликовал Администратор
4-08-2021, 22:48
586
2

Вельвичия - интересное растение, которое может жить несколько тысяч лет в очень суровых климатических условиях в пустыни Намиб.

Названо в честь открывшего этот вид австрийского ботаника Фридриха Велвича. Нашедшего цветок в 1859 году на территории Анголы. Африканцы называют Вельвичию «tweeblaarkanniedood», что переводится как «два листа, которые не могут погибнуть».

 

Название фактически совпадает с жизнью растения, у которого немного листьев и которое может выжить тысячи лет в древней пустыне с интересным, засушливым климатом. В некоторых частях пустыни Намиб выпадает менее 5 сантиметров осадков в год. Судя по всему, этого хватает Вельвичии для выживания, благодаря ее чрезвычайно «эффективному геному».

Возможно, это не самое привлекательное растение в мире - несколько листьев лежащих на земле, со временем засыхающими. Выглядит вельвичия как вялая ботва погибающего цветка без сил. Однако это нормальное состояние.

Способность Вельвичии выживать всегда восхищала ученых. Некоторые из самых старых представителей, могли появится 3000 лет назад. Большинство представителей вида живут более 1000 лет.

 

Недавние исследования проанализировали геном растения Welwitschia, чтобы пролить свет на то, как ему удается выживать в пустыне Намиб тысячелетиями. Выяснилось, что адаптироваться к суровым климатическим условиям, за миллионы лет, помогли генетические мутации.

Около 86 миллионов лет назад, во время сильной и долгой засухи, ошибка клеточного деления привела к удвоению всего генома вельвичии. И хотя дублированные гены обычно лишены своих функций и готовы взять на себя новые или дублировать другие, большее количество генома означает более интенсивное потребление энергии. Это не идеально в среде, где источников энергии так мало.

 


Удвоение генома обычно связано с нарушениями расхождения хромосом во время мейоза. Получившийся в результате удвоения генома организм называется полиплоидом. Полиплоидов можно разделить на две группы:

Автополиплоиды образуются в результате передачи двух одинаковых наборов хромосом.

Аллополиплоиды образуются при слиянии геномов двух неродственных видов, обычно разных видов внутри одного рода. В результате геном аллополиплоида можно разделить на два субгенома, а каждый ген диплоидного набора представлен парой гомеологичных генов аллоплоида. В гомеологичной паре каждый ген соответствует одному из родителей.

Первые несколько поколений после удвоения генома происходят масштабные перестановки в геноме полиплоида. Так как каждый ген имеет две копии, некоторые хромосомы могут выпасть из генома с потерей лишь одного варианта генов. Такое явление называется анеуплоидией. Также активизируются перемещения мобильных элементов. Со временем геном полиплоидов приходит в стабильное состояние, и в ходе дальнейшей эволюции пары гомеологичных генов расслаиваются. Чаще всего один ген из пары становится псевдогеном, а второй продолжает выполнять начальную функцию. Иногда пары расходятся в функциях и начинают работать паралелльно. 

Полиплоидия является мощным механизмом симпатрического видообразования и широко распространена среди грибов и растений. Единичные случаи полиплоидии встречаются у животных.

Полиплоидия сыграла значительную роль в формировании многих современных цветковых. На данный момент считается, что все цветковые растения прошли как минимум через два цикла полиплоидизации.


 

Ученые обнаружили, что большая часть генома Вельвичии представляет собой «мусорные» самовоспроизводящиеся последовательности ДНК, называемые ретротранспозонами. Однако около двух миллионов лет назад генетическое изменение заставило замолчать все эти мусорные последовательности ДНК посредством процесса, называемого метилированием ДНК. Именно эта и другие небольшие генетические «хитрости» превратили растение в неприхотливый организм, которым он является сегодня.

«Когда мы видим, что растение способно так долго жить в агрессивной среде и сохранять свою ДНК и белки, я чувствую мы можем найти подсказки, как можно, улучшить сельско-хозяйственные культуры», - сказал биолог растений доктор Джеймс Х. Либенс.

Вельвичия - за 100 миллионов лет, удалось адаптироваться и развиться в одном из самых суровых мест на Земле. Возможно, оно не так красиво, как другие цветы, но его стойкость и секрет долголетия вызывают восхищение.

 

Посмотрим, что про неё говорится в энциклопедических источниках и научных изданиях:

ВЕЛЬВИ́ЧИЯ (Welwitschia), род голосеменных растений семейства вельвичиевых.

1 вид – В. удивительная (W. mirabilis), которая открыта в конце 19 века немецким ботаником Ф. Вельвичем. Одно из самых причудливых растений мира – своеобразное дерево карлик с низким и толстым (диа­метр до 1,2 м), напоминающим обрубок или пень стволом, почти полностью скрытым в земле. Древесина такая же плотная и твёрдая, как у секвойи. В течение всей жизни на верхушке ствола нарастают 2 супротивных кожистых листа (длина 2–3 м, ино­гда до 8 м, ширина до 1,8 м), разрывающихся на ленты у взрослых особей. Рваные листья придают старому дереву сходство с кучей мусора.

 

Растение двудомное: мужские (розовые) и женские (сначала серовато-зелёные, а зрелые красные) шишки появляются у основания листьев на разных особях. Семена крылатые, могут находиться в покое долгие годы. Все органы растения выделяют прозрачную смолу. В. ярко выраженный ксерофит, растущий одиночными экземплярами в песках без водных областей Юго-Западной Африки (главным образом в пустыне Намиб).

Ареал ограничен районом океанических туманов. Влага поглощается через многочисленные устьица на обеих сторонах листьев (более 22 тыс. устьиц на 1 квадратный сантиметр), которые открываются во время тумана и закрываются при его рассеивании. Иногда вельвичию разводят в оранжереях. Редкое реликтовое растение, нуждается в охране.

 

Вельвичия удивительная оказалась под угрозой вымирания

Вельчивия удивительная в ближайшие десятилетия может оказаться на грани исчезновения. Власти Намибии прикладывают усилия для охраны этого вида, но его популяции уже находятся в упадке — в них много больных особей и слишком мало растений с шишками. По прогнозам ученых, глобальное изменение климата может вывести его ареал за пределы температурной толерантности. Соответствующие выводы содержатся в препринте, опубликованном на сайте bioRxiv.

Вельвичия удивительная (Welwitschia mirabilis) — древнее голосеменное растение, являющееся одновременно реликтом и эндемиком пустыни Намиб. Оно представляет собой долгоживущее (продолжительность жизни может достигать 1500 лет и более) карликовое дерево, на котором растут всего два листа в течение жизни. В пустынных экосистемах вельвичия играет роль важнейшего эдификатора, обеспечивающего воду, питание и убежище многим животным. Власти Намибии охраняют этот вид, и торговля им запрещена. Однако недавно исследователи предположили, что Welwitschia mirabilis грозит потенциальная опасность от изменения температурных условий в ее ареале обитания.

 

Ученые под руководством Пьерлуиджи Бомби (Pierluigi Bombi) из Национального научно-исследовательского совета Канады исследовали влияние изменения климата на популяции Welwitschia mirabilis в северной части пустыни Намиб. Для этого они сделали геоботанические описания на этой территории в мае 2019 года, фиксируя данные о местоположении растений, их бонитете и размерах.

Всего ботаники описали 1330 растений, которые образовали 12 разбросанных по ландшафту популяций — авторы объединили их в отдельную экологическую единицу — северный подвид. 12 процентов вельвичий были в плохом состоянии (что соответствует проблемам со здоровьем и низкому бонитету), 10 процентов — в хорошем, семь процентов — мертвы. Состояние оставшихся растений оценивалось как среднее. Только на 56 процентах вельвичий были обнаружены шишки.


А — распространение Welwitschia mirabilis в Намибии показано красными линиями, район исследования находится внутри черного контура; В — ранее известные места распространения показаны цветными треугольниками, открытые в ходе экспедиции — цветными кругами.

Авторы исследования установили, что ареал северного подвида Welwitschia mirabilis составляет 215 квадратных километров. Уточнив размеры и положение ареала, ученые проанализировали его, используя разработанные для этого программные пакеты.

 


Они пришли к выводу, что при сохранении текущих тенденций изменений климата в регионе, температура воздуха повысится в среднем на 1,5-2,5 градуса Цельсия при стабильном количестве осадков. Это означает смещение условий окружающей среды от пределов температурной толерантности вида и снижение возможности по реализации его экологической ниши. С учетом того, что популяции вельвичии уже находятся в упадке (много больных растений и недостаточно особей с шишками), в ближайшие десятилетия этот вид ждет угроза вымирания.

Вельвичия — не единственный вид, для которого изменение климата стало угрозой: так, в пелагической зоне океана в районах тропических широт уже наблюдается упадок биоразнообразия, а тропическим лесам ученые пророчат кризис биоразнообразия при потеплении воздуха на два градуса Цельсия.

 

Источники:

https://bigenc.ru/biology/text/1906175

https://nplus1.ru/news/2020/05/26/welwitschia

Комментарии к новости
  1. Евгения
    Zazka896 августа 2021 01:15

    Надо же, около 1000 лет может быть растению. А мне Вельвичия напоминает какого то морского обителя, что то вроде кальмара или осьминога. Удивительное растение! 

  2. Даша8 августа 2021 01:41

    Это просто удивительно, что вообще в таком климате, в таких условиях, это растение существует. Это феноменально! 

Добавить комментарий
Добавить свой комментарий:
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Это код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите сюда:

Опрос
Часто вы здесь бываете?

Статистика
ТОП Комментарии
Собаки с 2 носами
Интересные Животные
Таня пишет:
Слюньки текут. Салат придумали для богатых застольев. И со временем его уже интепретировали и сделали намного проще. На
Никогда не задумывалась, почему у черепах панцирь имеет такую структуру. Оказывается, он так растет вместе с
Зоозащитники еще не взорвались? На самом деле дикие у них порядка, никогда бы не проголосовал за человека, который
Давольно интересная статья. Даже и не ожидал, что такое может быть!