In de eerste studie om te voorspellen of verschillende populaties van dezelfde plantensoort zich kunnen aanpassen aan klimaatverandering, wetenschappers van het Max Planck Instituut voor Ontwikkelingsbiologie vinden dat Centraal-Europese als eerste sterven.

De onderzoekers richtten zich op mosterdcress die in heel Europa groeit, Azië en Noordwest-Afrika. Verrassend genoeg, Scandinavische planten kunnen zowel extreme droogte aan als planten uit mediterrane landen. Dit kan zijn omdat het water in de Scandinavische bodem vele maanden bevroren is, waardoor het ontoegankelijk wordt voor planten en effectief droogtecondities creëert.

De onderzoekers plantten mosterdcresszaden verzameld op meer dan tweehonderd locaties, zo divers als Noord-Afrika, Spanje, Midden-Europa en Noord-Zweden. Nadat ze onder optimale omstandigheden waren ontkiemd, de planten werden uitgedaagd door ernstige droogte, en hun vermogen om deze stress te overleven werd geregistreerd. Met behulp van grootschalige genoomsequencing-informatie, specifieke genetische varianten kunnen worden gekoppeld aan het vermogen van de planten om langer te overleven. Gecombineerd met klimaatvoorspellingen van het Intergouvernementeel Panel over klimaatverandering, het team was vervolgens in staat om kaarten te genereren met de locatie van genetische varianten die essentieel zijn voor het toekomstige voortbestaan ​​van de soort.

"Ik was geschokt toen ik de grond aanraakte in de potten met planten uit Noord-Zweden en Spanje, het volledig droog en broos vinden, terwijl de planten overleefden met rijke, groene bladeren, " zegt hoofdauteur Moises Exposito-Alonso van het Max Planck Instituut voor Ontwikkelingsbiologie. "Ik reisde naar Zweden, waar ik planten zag overleven in hun natuurlijke omgeving. Het deed me denken aan het zien bloeien van mosterdkers in de gebroken klei van uitgedroogde rivierbeddingen waar ik opgroeide in Spanje. Veel botanici en ook anderen beschouwen mosterdcress als de laboratoriumrat van plantenbiologen, maar wat weinigen beseffen is dat het in extreme omgevingen leeft, waardoor het ideaal is voor het bestuderen van aanpassing aan klimaatverandering, " hij zegt.

In de komende 50 tot 100 jaar zal Er wordt voorspeld dat extreme droogte-evenementen steeds wijdverspreider zullen worden. Dit is een van de meest uitdagende gevolgen van de opwarming van de aarde voor planten en dieren. Een gestage stijging van de temperaturen is al aan de gang, maar deze en andere studies tonen aan dat verminderde regenval, die zowel planten als mensen op een minder lineaire manier zullen beïnvloeden, heeft waarschijnlijk een nog groter effect op de overleving. tegen 2070, In Centraal-Europa zal waarschijnlijk veel minder regen vallen dan nu. Uit het nieuwe onderzoek blijkt dat planten in deze regio niet de genvarianten hebben die nodig zijn om zich aan te passen.

Eerdere voorspellingen voor de verspreiding van planten of dieren als reactie op klimaatverandering hebben grotendeels voorbijgegaan aan het feit dat er vaak een enorme hoeveelheid genetische variatie in een soort is. Voor de eerste keer, wetenschappers hebben kennis over de geografische spreiding van genetische variatie gebruikt om het vermogen van een soort om zich aan te passen door natuurlijke selectie in kaart te brengen. "Omdat de aarde momenteel een dramatische klimaatverandering doormaakt, het is van cruciaal belang om te begrijpen hoe soorten erop zullen reageren, " zegt Detlef Weigel, die de studie met Hernán Burbano begeleidde. "De kans van een soort om de opwarming van de aarde te weerstaan, zal waarschijnlijk afhangen van zijn diversiteit, vooral of het vandaag al individuen heeft aangepast aan extreme omstandigheden, ", voegde Burbano eraan toe.

De bevindingen van het Max Planck Instituut kunnen helpen bij het redden van plant- en diersoorten met dringende instandhoudingsbehoeften. Als er populaties gevonden kunnen worden met genetische varianten die droogteadaptatie ondersteunen, ze zouden kunnen worden verplaatst naar gebieden waar dergelijke aanpassingen het meest nodig zijn. Dergelijke geïntroduceerde individuen zouden dan de lokale genenpool aanzienlijk verbeteren. Dezelfde aanpak kan worden gebruikt om een ​​mismatch tussen gewasvariëteiten en hun omgeving te verminderen, helpen om de prestaties van gewassen te verbeteren.