Пробелы в родословных навредили генетическому разнообразию аморфофаллусов гигантских

Исследователи проанализировали родословные aморфофаллусов гигантских из 111 ботанических садов и других природоохранных учреждений по всему миру. Выяснилось, что данные о происхождении и родственных связях растущих в неволе экземпляров этого редкого вида крайне неполны. В результате они часто скрещиваются с ближайшими родственниками, что чревато сокращением генетического разнообразия и распространением вредных мутаций. Как отмечается в статье для журнала Annals of Botany, чтобы исправить эту ситуацию, необходимо отлеживать родословные аморфофаллусов гигантских из ботанических садов так же тщательно, как это делается с родословными редких видов животных в зоопарках и аквариумах.

Аморфофаллус гигантский (Amorphophallus titanum) — одно из самых причудливых растений в мире. Этот представитель семейства ароидных (Araceae) получил широкую известность благодаря очень крупному соцветию, которое достигает высоты до трех метров и издает интенсивный запах разлагающегося мяса, привлекающий опылителей: мух и других питающихся падалью насекомых (дополнительными стимулами для них служат повышенная температура соцветия и бордовая окраска внутренней стороны покрывала). В среднем аморфофаллус гигантский впервые зацветает на десятый год жизни, после чего цветет каждые три-семь лет, при этом цветение продолжается всего несколько дней.

Родина аморфофаллуса гигантского — влажные тропические леса острова Суматра в Индонезии. Однако здесь численность этого растения быстро сокращается из-за вырубки лесов и, в меньшей степени, изменения климата и сбора клубнелуковиц. Предполагается, что в естественной среде обитания сохранилось около 1000 представителей вида — а отдельные авторы дают оценку всего в 160 с небольшим экземпляров. В таких условиях критически важным становится сохранение аморфофаллусов гигантских в неволе, в первую очередь в ботанических садах, где их разводят уже почти 150 лет и где они во время цветения привлекают значительное внимание посетителей. В настоящее время этот вид растений представлен в примерно 250 ботанических садах, питомниках и других природоохранных учреждениях, причем эта цифра не учитывает частные коллекции и потому, скорее всего, сильно занижена.

Команда ботаников под руководством Оливии Мюррелл (Olivia Murrell) из Чикагского ботанического сада решила разобраться, насколько эффективно при разведении в неволе поддерживается генетическое разнообразие аморфофаллусов гигантских. Для этого исследователи проанализировали сведения о родословных этих растений из 111 ботанических садов и других учреждений по всему миру (запросы на предоставление информации были отправлены в 203 учреждения, но 45 процентов из них не ответили на них). Для каждого включенного в выборку экземпляра они попытались установить его отцовскую (то есть давшую пыльцу) и материнскую (произведшую семена) особь и в конце концов довести родословную до последнего дикого предка. Полученные данные сопоставили со сведениями о ботанических экспедициях в леса Суматры, в ходе которых семена аморфофаллуса гигантского собирали для выращивания в неволе. Клоны, то есть экземпляры, полученные путем вегетативного размножения за счет разделения клубнелуковиц или черенкования листьев, учитывались отдельно.

Мюррелл и ее коллегам удалось получить сведения о происхождении 1188 экземпляров аморфофаллуса гигантского, живых и уже мертвых. Из них 673 растут или росли в ботанических садах и других учреждениях Северной Америки, 348 — в Европе и 167 — в Азии, Австралии и Океании. Анализ сведений об экспедициях на Суматру показал, что в ходе 18 из них, организованных с конца XIX по начало XXI века, ботаники собирали семена аморфофаллуса гигантского и вывозили их с острова. Поскольку численность этих растений невелика, а цветут и плодоносят они редко, авторы сочли реалистичным предположить, что во время каждой экспедиции семена были собраны только с одного экземпляра. Таким образом, популяция аморфофаллусов гигантских из ботанических садов и других учреждений происходят от по меньшей мере 18 диких основателей. Они дали начало не менее 95 экземплярам; 40 из них погибли или их судьба не установлена, а оставшиеся 45 составляют всего 0,9 процента от общего числа растущих в неволе экземпляров. Среди выживших экземпляров 54 процента были получены благодаря всего двум экспедициям: в 1993 и 1995 годах.

Исследователи установили, что из 1188 включенных в выборку экземпляров аморфофаллуса гигантского 287 (24 процента) являются клонами других особей. Кроме того, были выявлены свидетельства 45 случаев скрещивания между разными экземплярами. Из-за пробелов в записях определить степень родства между ними в большинстве случаев не удалось. Однако среди пар с более полными родословными скрещивание в 27 процентах случаев происходило между близкими родственниками. Во многих случаях женские цветки

Исследование показало, что в родословных аморфофаллусов гигантских из ботанических садов и других учреждений по всему миру много пробелов. Особенно плохо задокументирован сбор семян этих растений в естественной среде обитания, что не позволяет точно судить о количестве экземпляров-основателей. Кроме того, в ботанических учреждениях довольно много клонов аморфофаллусов гигантских и регулярно практикуется скрещивание родственных особей — а вот контакты между организациями с разных континентов редки. Все это может привести к потере генетического разнообразия и распространению вредных мутаций среди растущих в неволе экземпляров. Некоторые предыдущие исследования подтверждают, что эта проблема уже актуальна. Например, в одной из организаций, где выращивались аморфофаллусы гигантские, у этих растений — вероятно, из-за инбридинга — перестал вырабатываться хлорофилл, из-за чего молодые экземпляры не могли фотосинтезировать и быстро погибали.

По словам Мюррелл и ее коллег, родословные редких видов животных, которых разводят в зоопарках и аквариумах, тщательно отслеживаются, чтобы избежать близкородственного скрещивания и сокращения генетического разнообразия. Авторы рекомендуют ботаническим садам применять аналогичный подход для редких растений, включая аморфофаллусы гигантские.

Несколько лет назад ботаники пришли к выводу, что вельчивия удивительная (Welwitschia mirabilis), необычное голосеменное растение из пустыни Намиб, в ближайшие десятилетия может оказаться на грани исчезновения. Несмотря на меры по&n da bsp;охране, популяции вида уже находятся в упадке&