Следващия път, когато се гмуркате или плувате с шнорхел и очила, обърнете по-голямо внимание на тези удивително дълги, яркозелени ленти, поклащащи се с ритъма на водата. Това са морските треви – морски растения, които всяка година, подобно на сухоземните си роднини, цъфтят, раждат плодове и образуват разсади.

Тези подводни поляни с морска трева растат по два начина – чрез сексуално възпроизвеждане, което им помага да генерират нови генетични комбинации и генетично разнообразие, или като разпростират своите ризоми – подземните стебла, от които излизат корените и разсадите.

За да откриете колко различни растения растат в една поляна с морска трева, трябва да тествате тяхното ДНК. Ние направихме това при поляните с морска трева, наречена Posidonia australis, намиращи се в плитките и окъпани със слънчеви лъчи води в залива Шарк бей, част от Списъка на световното наследство, в Западна Австралия.

Резултатът ни изуми – всичко това бе едно растение. Едно-единствено растение се бе разпростряло на повече от 180 км – на практика това е най-голямото растение на Земята, което ни е известно.

Взехме проби от разсадите от десет поляни с морска трева из Шарк бей – във водите, където нивата на морска сол варират от нормални до почти двойно по-солени. Във всички проби изследвахме 18 000 генетични маркера, за да покажем, че 200-те квадратни километра поляни произлизат от един-единствен колонизиращ разсад.

Взимане на проба от Posidonia. Снимка: Рейчъл Остин (Rachel Austin) 

Как е еволюирала?

Това, което отличава тази морска трева от всички останали, като изключим огромния ѝ размер, е че тя разполага с два пъти повече хромозоми спрямо своите роднини. Учените наричат подобно нещо „полиплоид“.

В повечето случаи един разсад на морска трева ще наследи половината от генома на всеки един от своите родители. Полиплоидите обаче пренасят целия геном на всеки един от родителите си.

Съществуват множество растителни видове, които са полиплоиди – например картофи, рапица и банани. В природата те често се намират на места с екстремни условия.

Полиплоидите са често стерилни, но ако не бъдат смущавани, могат да нарастват до безкрайност. Морската трева е направила точно това.

Колко старо е това растение?

Пясъчните дюни на Шарк бей се наводняват преди около 8500 години, когато морското равнище се покачва след последната ледникова епоха. През следващото хилядолетие разширяващите се поляни с морска трева създават плитки крайбрежни прагове като формират и улавят седименти, а това от своя страна увеличава солеността на водата.

Освен това до водите на Шарк бей достига много повече светлина, нивата на питателните вещества са ниски, а температурните колебания са големи. Въпреки тази враждебна среда растението успява да вирее и да се адаптира.

Плитките и солени води на Шарк бей. Снимка: Анджела Росен (Angela Rossen) 

Трудно е да определим точната възраст на една поляна от морска трева, но ние изчислихме на базата на неговия размер и скорост на растеж, че растението в Шарк бей е на около 4500 години.

Известни са и други огромни растения – както морски, така и сухоземни. Например 6000-тонната трепетлика в Юта. Но тази морска трева, изглежда, е най-голямото до ден днешен.

Откривани са и други гигантски морски треви, включително средиземноморската Posidonia oceanica – близък родственик [на Posidonia australis], която покрива над 15 км и вероятно е на около 100 000 години.

Защо това е от значение?

През лятото на 2010-11 изключително силна гореща вълна удря както земните, така и морските екосистеми по крайбрежието на Западна Австралия.

Поляните с морска трева в Шарк бей понасят огромни щети. Въпреки това малко по малко тези с Posidonia australis започват да се възстановяват.

В известен смисъл това е изненадващо, тъй като изглежда, че тази морска трева не се възпроизвежда сексуално – обикновено това е най-добрият начин за адаптация към променящите се условия.

Ние наблюдавахме цветове по морската трева из поляните в Шарк бей, което подсказва, че морската трева е сексуално активна, но нейните плодове (крайният резултат от един успешен сексуален акт) се забелязват рядко.

Цветчета на морската трева Posidonia australis. Снимка: Анджела Росен (Angela Rossen)

Реално нашето едно-единствено растение може да е стерилно. Това прави успешното му развитие в променливите води на Шарк бей изключително озадачаващо; растенията, които не правят секс, имат ниски нива на генетично разнообразие, което би трябвало да намали способността им да се справят с променящите се среди.

Ние обаче подозираме, че нашата морска трева в Шарк бей разполага с гени, които са изключително подходящи за нейната местна, но променлива среда. Вероятно тъкмо поради тази причина тя не се нуждае от секс, за да бъде успешна.

Дори без успешен цъфтеж и производство на семена, това гигантско растение изглежда доста устойчиво. То преживява огромни температурни вариации (от 17 градуса по Целзий до 80 през някои години) и различни нива на соленост.

Въпреки тези променливи условия и високите нива на светлина (които принципно стресират морската трева), растението може да поддържа своите физиологични процеси и да вирее. Как се справя?

Нашата хипотеза е, че по цялото си 180-километрово протежение растението разполага с малък брой соматични мутации (малки генетични промени, които не се предават на поколението), които му помагат да издържа на местните условия.

Това обаче е чисто и просто предположение и сега ние проверяваме тази хипотеза експериментално. Подготвили сме поредица от експерименти в Шарк бей, за да разберем как точно това растение оцелява и вирее при подобни променливи условия.

Бъдещето на морската трева

Морските треви предпазват крайбрежията ни от щети, съхраняват огромни количества въглерод и предоставят хабитат на голямо разнообразие от организми. Запазването и възстановяването на поляните с морски треви е от съществено значение за намаляването на ефектите от изменението на климата, както и за адаптацията.

Морските треви не са имунизирани срещу последиците от изменението на климата – затоплящите се температури, повишаващата се киселинност на океаните и екстремните времеви условия са сериозни предизвикателства за тях.

Сега обаче детайлната картина за изключително високата устойчивост на гигантската морска трева в Шарк бей ни вдъхва надежда, че те ще продължат да съществуват още много години – особено ако се предприемат сериозни мерки по отношение на изменението на климата.

Автори:

Елизабет Синклер (Elizabeth Sinclair) – старши изследовател от Университета на Западна Австралия.

Гари Кендрик (Gary Kendrick) – Winthrop професор, Океанския институт, Университета на Западна Австралия.

Джейн Еджлоу (Jane Edgeloe) – докторант по морска биология, Университета на Западна Австралия.

Мартин Брийд (Martin Breed) – старши лектор по биология, Университета Флиндърс.

Тази статия е препубликувана от The Conversation под лиценза Creative Commons и преведена от Obekti.bg с любезното съгласие на нейните автори. Прочетете оригиналната статия тук.