Недавнее исследование древних лесов, растущих в глубинах карстовых тянькэнов (сверхглубоких воронок) посреди обширного ландшафта южного Китая, выявило удивительный уровень биоразнообразия, которое они скрывают и защищают.
Вместо того, чтобы представлять собой простое продолжение окружающих надземных экосистем, эти пышные леса, частично скрытые на сотни футов под поверхностью земли внутри Тянькэнов, уникальны. Хотя виды, которые являются их хозяевами, узнаваемы, они также отличаются в некоторых фундаментальных отношениях, поскольку они сохранили смесь ДНК, более сложную и разнообразную, чем та, которую можно найти у их собратьев, растущих на поверхностном уровне.
В новой статье, опубликованной в рецензируемом журнале Forests, группа китайских ботаников и генетиков растений представила результаты своего исследования генетического разнообразия редкого вида деревьев, произрастающих на юге Китая, как внутри провалов, так и вокруг них. в пересеченной карстовой местности региона. Это дерево известно как Manglietia Aromatica, и хотя оно считается почти вымершим над землей, его все еще можно найти в диком виде и в изобилии внутри огромных воронок Китая.
«Тянькэн» на мандаринском языке означает «небесные ямы», а те, которые были исследованы для целей этого нового исследования, можно найти в Гуанси-Чжуанском автономном районе на юге Китая, который, как и все карстовые ландшафты, представляет собой пористую известняковую породу, которую легко размыть. осадки и дождевой сток. В регионе Гуанси скальные породы настолько пористые, что со временем образовались гигантские воронки, которые, по сути, представляют собой гигантские пещеры, каменные потолки которых обрушились.
Примерно 30% известных в мире «небесных ям» находятся именно в этой конкретной области, а две трети из 300 известных в мире тянькэнов расположены где-то в Китае. Ученые концентрируют свои исследования на ряде прилегающих воронок на территории Гуанси, известных как группа Дашивэй Тянькэн, которая включает в себя 29 тянькэнов, расположенных на площади всего 20 квадратных километров.
Для ученых эта территория функционирует как невероятно плодородная биологическая и генетическая лаборатория, где они могут изучать влияние изоляции и эволюции на охраняемые экосистемы, которые вертикально отделены от тех, которые существуют на уровне земли. Гигантские воронки группы Дашвэй изобилуют растительным и животным миром, словно гигантские террариумы, созданные природой, а не людьми.
Тян Цзяньминь, ботаник из Института ботаники Гуанси и соавтор недавно опубликованного исследования, впервые описал опыт спуска на дно одной из огромных воронок региона Гуанси.
«Пейзаж там был потрясающий: подземный девственный лес без каких-либо следов человеческой деятельности, с 40-метровыми древними деревьями и группой находящихся под угрозой исчезновения диких растений времен динозавров», — заявил он в ранее опубликованной свой статье.
В исследовании, которое сейчас было опубликовано в журнале Forests, Тан Цзяньминь и его коллеги из Института ботаники Гуанси и Южно-Китайского ботанического сада объяснили, как они использовали сверхчувствительную технологию секвенирования генов Hyper-seq для анализа ДНК деревьев Manglietia ароматика, растущих внутри. карстовый тянькенг. Они выбрали этот вид, в частности, потому, что он процветает и размножается внутри воронок, в то время как на поверхностном уровне он почти вымер.
Используя эти передовые методы генетического исследования, ученые подтвердили, что генетическое разнообразие популяций Manglietia aromatica в воронках было значительно выше, чем у популяций деревьев, обнаруженных в других местах. Согласно индексу генетического разнообразия, деревья воронок оказались примерно на 23% более генетически разнообразными, чем их родственники на поверхностном уровне, что является большим числом, учитывая близость двух видов с точки зрения пространства (они росли очень близко к друг друга, но все же достаточно резко разошлись в своей эволюции).
Основываясь на этих выводах, китайские исследователи призывают к защите карстовых экосистем Тянькэн, что, по их мнению, необходимо для сохранения богатого пула ДНК, который может помочь увеличить шансы на выживание редких или находящихся под угрозой исчезновения видов. В ходе исследования 2022 года группа ботаников обнаружила 22 вида находящихся под угрозой исчезновения диких растений, произрастающих в воронках в группе Дашивэй Тянькэн, что подчеркивает, насколько полезными могут быть тянькэны как хранилища генетического разнообразия, которое в противном случае было бы потеряно навсегда.
Хотя карстовые Тянькэны южного Китая в настоящее время разнообразны и плодородны, нет никакой гарантии, что это будет длиться вечно. Деятельность человека действительно представляет собой долгосрочную угрозу здоровью этих необычных и необычайно ценных экосистем, что требует разработки и реализации в ближайшее время далеко идущих планов защиты.
Ученые, участвующие в этом новом исследовании, надеются, что их работа будет способствовать тому, чтобы сделать этот тип планирования более простым и эффективным.
«Раскрывая закономерности системы спаривания растения и правила пространственной изменчивости, его эволюционную историю и изменения в его географическом распространении в ответ на изменения климата и геологической среды, наше исследование обеспечивает научную основу для эффективной защиты», — пояснил Цзяньминь.
Он отметил, что в настоящее время основными угрозами карстовым лесам Тянькэн на юге Китая являются экотуризм, который может быть разрушительным, и отвлечение грунтовых вод, которые поддерживают леса для орошения и других нужд человека. Он также признал, что растительные ресурсы, обнаруженные внутри воронок, в некоторой степени добываются людьми, и эту деятельность необходимо будет тщательно контролировать (наряду с уровнем использования воды и туризма) в предстоящие годы, чтобы обеспечить выживание экосистем.
