Родиной баобабов назвали Мадагаскар

Ботаники реконструировали эволюционную историю баобабов. Как отмечается в статье для журнала Nature, общий предок этих деревьев, вероятно, произрастал на Мадагаскаре около 41,1 миллиона лет назад. Здесь до сих пор насчитывается шесть видов рода. Позднее один вид баобабов заселил Африку, а второй — север Австралии. Исследователи также выяснили, что популяционная динамика баобабов на Мадагаскаре зависит от климатических и геологических условий и конкуренции и гибридизации между неприхотливыми и узкоспециализированными видами. При этом некоторые мадагаскарские виды плохо приспособлены к быстрому изменению экологических условий и рискуют вымереть уже в этом столетии.

Баобабы (Adansonia) вырастают до тридцати метров в высоту, обладают стволами толщиной до восьми метров и могут прожить около двух тысяч лет. Кроме того, они отлично переносят засухи. По оценкам специалистов, в наши дни на планете существует восемь видов баобабов. Самый известный из них, африканский (A. digitata), широко распространен в Африке. Он играет важную роль в экосистемах местных саванн, обеспечивая многочисленных животных пищей и запасенной в стволе водой — а также укрытием и местом для размножения. Еще один вид, боаб (A. gregorii), произрастает на северо-западе Австралии. Оставшиеся шесть видов баобабов являются эндемиками Мадагаскара, где составляют основу сухих лиственных лесов.

Команда ботаников, которую возглавил Цинфэн Ван (Qing-Feng Wang) из Уханьского ботанического сада Китайской академии наук, решила разобраться в эволюционной истории баобабов. Исследователи выделили ДНК из молодых листьев всех восьми видов этих деревьев и собрали их геномы на хромосомном уровне. В результате выяснилось, что кариотип баобабов состоит из множества небольших хромосом. У пяти из шести мадагаскарских и единственного австралийского вида их по 44 пары (то есть в общей сложности по 88). Лишь у A. perrieri из северных регионов Мадагаскара часть хромосом слились, из-за чего их осталось только 42 пары. Авторы также подтвердили, что африканский баобаб A. digitata является тетраплоидом и в общей сложности обладает 168 хромосомами.

Чтобы реконструировать происхождение баобабов, ученые сравнили геномы восьми видов этих деревьев и еще восьми видов растений из других родов. В результате выяснилось, что африканский баобаб и боаб образуют сестринскую группу по отношению к эволюционной ветви, включающей шесть мадагаскарских видов. Авторы также обнаружили свидетельства скрещивания разных видов баобабов. Например, у мадагаскарских видов был выявлен приток генов от боаба и африканского баобаба. Судя по всему, в прошлом A. gregorii и A. digitata или их общий предок произрастали по соседству с мадагаскарскими представителями рода, что обеспечило им возможности для гибридизации. Позднее шесть видов с Мадагаскара регулярно скрещивались между собой.

Судя по полученным данным, общий предок всех современных представителей рода произрастал на Мадагаскаре 41,1 миллиона лет назад, то есть уже после предполагаемого отделения острова от Гондваны около 160 миллионов лет назад. Позднее одна эволюционная ветвь этих деревьев расселилась в Африку через Мозамбикский пролив, а другая — в Австралию через Индийский океан. Вероятно, где-то в Западной Африке африканские баобабы стали тетраплоидными, что дало им некие преимущества, позволившие заселить большую часть континента. При этом диверсификация мадагаскарских видов, включая разделение на различающиеся морфологией цветка секции Brevitubae и Longitubae, происходила на протяжении последних 20,6 миллиона лет.

На следующем этапе исследователи смоделировали изменения численности мадагаскарских баобабов, основываясь на анализе их генома. В результате выяснилось, что в период от десяти до одного миллиона лет назад популяции всех шести видов быстро росли. Однако затем численность A. grandidieri, A. suarezensis и A. perrieri стала уменьшаться. У трех других видов, A. za, A. madagascariensis и A. rubrostipa, популяции начали сокращаться на 0,3 миллиона лет позже — а около 0,1 миллиона лет назад они в значительной степени восстановились. Вероятно, такая популяционная динамика связана с изменениями климатических и экологических условий и конкуренцией между разными видами. Например, во время максимума последнего оледенения около 22 тысяч лет назад, когда уровень моря был ниже, почти все мадагаскарские баобабы обладали более широкими ареалами на западном побережье острова. А условия на севере Мадагаскара были более благоприятными для A. suarezensis и A. perrieri, так что в те времена они могли обладать непрерывными ареалами, а не фрагментированными, как в наши дни.

В целом за последние 10 миллионов лет популяции мадагаскарских баобабов увеличивались, когда уровень моря падал, и уменьшались, когда он рос (что приводило к фрагментации популяций, изоляции отдельных видов и сокращению потока генов). Кроме того, свою роль в изменении численности баобабов на Мадагаскаре могла сыграть вулканическая активность. При этом виды, приспособленные к жизни в широком диапазоне климатических условий, например, A. za и A. madagascariensis, вероятно, вытесняли более специализированных родственников.

Анализ также позволил предсказать возможное будущее мадагаскарских баобабов. По оценке авторов, из-за узкой специализации и низкого генетического разнообразия A. suarezensis и A. grandidieri наиболее уязвимы перед антропогенными изменениями климата и другими угрозами, причем первый из них может исчезнуть до 2080 года и заслуживает статуса вида на грани полного исчезновения (Critically Endangered, CR), а второй может пострадать от конкуренции с A. za. Еще один мадагаскарский баобаб, находящийся под критической угрозой, A. perrieri, испытывает серьезные проблемы из-за гибридизации с A. za, что следует учитывать при разработке мер по охране данного вида.

Африканские баобабы пока не относят к числу видов под угрозой исчезновения. Однако несколько лет назад ботаники обнаружили, что старейшие представители этого вида гибнут по неизвестной причине. По состоянию на 2018 год полностью или частично погибло девять из тринадцати старейших и пять из шести самых крупных баобабов. Вероятно, винить в этом следует антропогенные изменения климата.