Die Entdeckung hybrider Abstammungslinien bietet Hinweise darauf, wie sich Bäume an den Klimawandel anpassen

Laut einem Team unter der Leitung von Forschern der Penn State University hat die Entdeckung einer Hybridpappelpopulation im Westen von Wyoming Aufschluss darüber gegeben, wie natürliche Hybridisierung die Entwicklung vieler Pflanzenarten beeinflusst. Sie sagten auch, ihre Entdeckung lege nahe, dass der genetische Austausch zwischen Arten für die Anpassung an Umweltveränderungen von wesentlicher Bedeutung sein könnte.

Die Forschung, die eine neue Linie der Hybrid-Schwarzpappel (Populus trichocarpa) und der Balsampappel (Populus balsamifera) beschreibt, wurde in veröffentlicht Molekulare ÖkologieLaut Teamleiterin Jill Hamilton, außerordentliche Professorin am Penn State College of Agricultural Sciences, ist dies die neueste Studie, die darauf hindeutet, dass die natürliche Hybridisierung eine wichtige Rolle bei der Entwicklung vieler Pflanzenarten gespielt hat.

„Hybridisierung zwischen verschiedenen Arten kommt in der Natur viel häufiger vor, als man erwarten würde, insbesondere bei Waldbäumen. „Das ist nicht unbedingt eine schlechte Sache, denn es könnte ein natürlicher Mechanismus sein, der die Anpassung an den Klimawandel erleichtert“, sagte Hamilton, Direktor des Schatz Center for Tree Molecular Genetics an der Penn State.

„Studien wie diese sind wichtig, um zu verstehen, wie die demografische Geschichte, der Genfluss und die Interaktion zwischen verschiedenen genomischen Vorfahren natürliche Hybridzonen geformt haben, um bessere Vorhersagen über die Bewegung von genetischem Material und die klimaunterstützte Waldbewirtschaftung in der Zukunft zu treffen.“ . »

Die meisten Populationen der Schwarzpappel kommen in feuchten Küstenregionen vor. Diese Bäume tauchten jedoch bereits vor etwa 800.000 Jahren in trockenen Umgebungen im Landesinneren und im Osten auf, bemerkte Constance Bolte, eine Postdoktorandin am Schatz Center, die die Endphase der Forschung leitete. Sie vermutete, dass diese Bewegung wahrscheinlich durch den Erwerb genetischer Variationen aus der Hybridisierung mit Balsampappeln erleichtert wurde, die es ihnen ermöglichten, heiße, trockene Bedingungen zu überstehen.

Die in der Studie beschriebene Hybridlinie weist „sehr interessante genetische Kombinationen“ auf, betonte Bolte, die es den Bäumen ermöglichen, in trockenen Lebensräumen zu gedeihen.

„Diese Küstenpopulationen haben spezifische Anpassungen an nasse Bedingungen“, sagte sie. „Aber das Klima hat sich geändert, sodass ihre Verbreitung jetzt sehr begrenzt ist, wahrscheinlich weil diese Region trockener ist. Diesen Hybriden geht es also besser, weil sie über die genetischen Werkzeuge verfügen, um in diesem trockeneren Klima zu überleben. »

Hybridisierungen zwischen Schwesterarten kommen bei Waldbäumen häufig vor, sagte Bolte und fügte hinzu, dass diese Studie den Wert der Nutzung dieser natürlichen Hybridisierungsgeschichte für die Züchtung und Bewirtschaftung von Waldbäumen zeige.

„Unsere Daten deuten darauf hin, dass Hybridisierung zur Bildung stabiler Abstammungslinien führen kann“, sagte sie. „In der Vergangenheit wurden Hybriden bei Naturschutzbemühungen nicht berücksichtigt. Wenn diese Hybriden jedoch in trockenen oder anderen extremen Klimazonen überleben können, könnte es von entscheidender Bedeutung sein, die genetischen Ressourcen natürlicher Populationen dieser Populationen zu erhalten und zu verwalten, insbesondere unter sich schnell ändernden klimatischen Bedingungen.“ . »

Das Team entdeckte die stabile Hybridlinie von Schwarzpappel und Balsampappel, nachdem es die genetische Ausstattung von 546 Pappelstecklingen analysiert hatte, die entlang von sieben Transekten – oder schmalen, von Norden nach Süden angeordneten Gebietsstreifen – gesammelt wurden, die sich von Alaska in Wyoming aus erstreckten, mit Sammlungen in British Columbia und Alberta , Kanada, dazwischen.

Laut Hamilton ist eine solche Analyse nur mithilfe von Big-Data-Verarbeitungstechniken und enormer Rechenleistung möglich, die in Einrichtungen wie dem ROAR Collaborative Cluster verfügbar sind, der über das Penn’s Institute for Computational and Data Sciences State verfügbar ist.