Wiadomości

Zielniki jako unikatowe źródło informacji dla badań kryptycznych inwazji biologicznych

W wyniku zmian środowiskowych wywołanych działalnością człowieka wiele gatunków roślin rozszerza swoje zasięgi geograficzne, szczególnie chętnie wkraczając na siedliska zaburzone, np. ruderalne. W przypadku kompleksów poliploidalnych, w których cytotypy (warianty poliploidalności) mogą wykazywać duże podobieństwo morfologiczne, takie ekspansje mogą być niedostrzegane, przybierając formę tzw. kryptycznych (ukrytych) inwazji.

W styczniu, w czasopiśmie New Phytologist, ukazał się artykuł międzynarodowego zespołu kierowanego przez Christopha Rosche (Uniwersytet w Halle) i Patrika Mráza (Uniwersytet Karola w Pradze), w którego skład wchodzili naukowcy z naszego instytutu, Michał Ronikier i Tomasz Suchan. Autorzy przeanalizowali kilka tysięcy okazów zielnikowych chabra nadreńskiego, Centaurea stoebe L., zebranych w Europie w latach 1790–2023. Na podstawie określonych cech morfologicznych zidentyfikowali oni rośliny di- i tetraploidalne oraz przeanalizowali daty ich zbioru i typ siedliska, w jakim występowały. Zespół z IB PAN był odpowiedzialny za molekularną walidację morfologicznych oznaczeń badanych okazów zielnikowych. Wykorzystując sekwencjonowanie nowej generacji, naukowcy przeanalizowali wewnątrzgenomową zmienność regionu ITS w celu wykrycia wariantów charakterystycznych dla diploidów i tetraploidów. Analiza wykazała, że identyfikacja osobników di- i tetraploidalnych na podstawie cech morfologicznych, na której opierała się praca, była niemal stuprocentowo właściwa.

Na podstawie rozmieszczenia cytotypów w naturalnych i reliktowych siedliskach określono ich naturalne zasięgi. Okazało się, że diploidy są obecne w naturalnych siedliskach na całym obszarze Europy, podczas gdy tetraploidy przede wszystkim w południowo-wschodniej Europie. Ponadto, tetraploidy niedawno zaczęły rozszerzać swój zasięg ku Europie Środkowej, a ich proporcja gwałtownie wzrosła w nowych, ale nie w rodzimych rejonach, głównie w siedliskach ruderalnych. Wkraczanie na tego rodzaju stanowiska pozwoliło im na ekspansję ku obszarom o bardziej oceanicznym klimacie. Autorzy podkreślają, że takie szczegółowe badania, dotyczące przesunięć zasięgów, preferencji siedliskowych i ewolucji niszy ekologicznej, są niezwykle ważne dla zrozumienia mechanizmów ukrytych inwazji i znaczenia tego zjawiska dla właściwej oceny zmian globalnej bioróżnorodności.

Praca pokazuje, jak wielki potencjał tkwi w kolekcjach przyrodniczych. Eksploracja okazów i towarzyszących im informacji z arkuszy zielnikowych, w połączeniu z nowoczesnymi metodami genetycznymi, jakimi posługują się naukowcy w IB PAN, pozwalają efektywnie sięgać po ten potencjał i rozwiązywać złożone problemy biogeograficzne.

Źródłowy artykuł:

Rosche C., Broennimann O., Novikov A., Mrázová V., Boiko G.V., Danihelka J., Gastner M.T., Guisan A., Kožić K., Lehnert M., et al. 2025. Herbarium specimens reveal a cryptic invasion of polyploid Centaurea stoebe in Europe. New Phytologist 245: 392–405. DOI

Centaurea stoebe L. – fragment arkusza z zielnika KRAM.
Foto: IB PAN.

Arkusz zielnikowy ze zgiętą w pół rośliną o mocno rozgałęzionych pędach. Obok przyklejone są etykiety z opisami

Arkusz z zielnika KRAM – typowy tetraploidalny okaz C. stoebe z ruderalnego stanowiska w Polsce (przypuszczalnie pierwsze udokumentowane notowanie tetraploida w kraju).
Foto: IB PAN.

Dwa wyprostowane pędy, zwieńczone wiechą różowych kwiatostanów, rosnące wśród roślinności zielnej na skalnym, stromym zboczu

Diploidalna populacja C. stoebe w naturalnym siedlisku (okolice miejscowości Ramosch, Szwajcaria).
Foto: Christoph Rosche.

Wątła roślina o różowych, frędzlowatych kwiatostanach wyrastająca ze szczeliny w betonie przy żółtej balustradzie mostu

Tetraploid C. stoebe rosnący na antropogenicznym stanowisku, na skraju szosy, w obszarze inwazji (most w pobliżu miejscowości Závod, Słowacja).
Foto: Christoph Rosche.