Cây cọ mà từ đó trái tim của cây cọ juçara được chiết xuất có thể gần như tuyệt chủng trong tự nhiên

Các nhà nghiên cứu điều tra xem sự tuyệt chủng của loài chim và biến đổi khí hậu ảnh hưởng như thế nào đến sự đa dạng di truyền và việc bảo tồn cây cọ Rừng Đại Tây Dương

cọ juçara

Có một loạt các yếu tố dường như ảnh hưởng đến sự tồn tại của cây cọ juçara, từ đó trái tim chất lượng tốt nhất của cây cọ được chiết xuất - và vì lý do này, nó được đánh giá cao nhất. Ngoài sức ép mạnh mẽ của việc chặt hạ trái phép các loài cá juçara và sự tàn phá của Rừng Đại Tây Dương, sự tuyệt chủng của các loài chim và biến đổi khí hậu có thể khiến loài này tuyệt chủng trong tự nhiên.

Hiện tượng tuyệt chủng của động vật được các nhà khoa học gọi là sự diệt vong. Sự mất mát của các loài động vật gây ra sự phát tán hạt giống và biến đổi khí hậu thường bị bỏ qua trong bảo tồn thực vật. Hai yếu tố này đã được phát hiện trong nhiều năm nghiên cứu bởi nhà sinh vật học Mauro Galetti và nhóm của ông từ Khoa Sinh thái học tại Đại học Bang São Paulo (Unesp), ở Rio Claro.

Trái tim cọ có thể được chiết xuất từ ​​thân của một số loài cây cọ, nhưng những loài thường được tìm thấy để tiêu thụ là juçara, cọ đào và açaizeiro (hoặc açaí). Cây cọ juçara (Euterpe edulis) có nguồn gốc từ Rừng Đại Tây Dương, trong khi các loài khác đến từ Amazon.

Một sự khác biệt giữa ba loài là juçara có một thân cây, trong khi những loài khác hình thành cụm. Vì vậy, khi nhổ trái tim của cọ, cọ juçara chết, trong khi cọ đào và cọ nảy mầm từ thân chính, như trường hợp của cây chuối.

Một điểm khác biệt quan trọng khác là cây đào juçara phải mất từ ​​8 đến 12 năm để tạo ra một trái cọ chất lượng, trong khi cọ đào chỉ có thể được chiết xuất 18 tháng sau khi trồng.

Do đó, việc khai thác trái tim của cây cọ juçara nhất thiết phải chịu sự chặt hạ của những cá thể trưởng thành, tốt nhất là những cây có kích thước lớn hơn (những cây cọ có thể cao tới 20 mét). Khi các cá thể trưởng thành bị đốn hạ, sẽ có ít cây tạo hạt được phát tán để nảy mầm. Dân số suy giảm và thậm chí có thể bị tuyệt chủng tại địa phương.

Chính vì tất cả những lý do đó mà cọ juçara được đưa vào Sách đỏ các loài thực vật có nguy cơ tuyệt chủng ở Brazil do Trung tâm Bảo tồn Thực vật Quốc gia lập.

Việc bảo tồn juçara liên quan trực tiếp đến việc duy trì đa dạng sinh học của Rừng Đại Tây Dương. Hạt và quả của nó dùng làm thức ăn cho hơn 48 loài chim và 20 loài động vật có vú. Toucans, jacutingas, guans, thrush và arapongas là nguyên nhân chính gây ra sự phát tán của hạt, trong khi agouti, heo vòi, báo có cổ, sóc và nhiều loài động vật khác được hưởng lợi từ hạt hoặc trái cây của chúng. Trái cây rất giàu chất béo và chất chống oxy hóa, đó là lý do tại sao chúng được các loài động vật săn lùng.

Các nhà nghiên cứu của Unesp phát hiện ra rằng sự suy giảm nhanh chóng trong các quần thể phân tán hạt giống, do sự phân mảnh hoặc phá hủy của các hạt giống. môi trường sống hoặc bằng cách đánh bắt bất hợp pháp, là nguyên nhân chính đằng sau sự mất mát trong khả năng biến đổi gen của juçara. Và khi sự biến đổi gen bị mất đi, các loài trở nên mong manh hơn để đối mặt với những thách thức trong tương lai, chẳng hạn như biến đổi khí hậu ảnh hưởng đến hành tinh.

Trong một nghiên cứu được xuất bản trong Di truyền bảo tồn, các nhà nghiên cứu từ Unesp, Đại học Liên bang Goiás và Đại học Bang Santa Cruz kết luận rằng mô hình đa dạng di truyền hiện nay ở E. edulis ở Rừng Đại Tây Dương là sự kết hợp của biến đổi khí hậu trong hàng nghìn năm qua và hành động của con người, chẳng hạn như sự tàn phá của môi trường sống và sự tuyệt chủng của các loài chim phân tán hạt giống.

Trong công trình này, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng sự đa dạng di truyền của cọ juçara đã bị giảm do biến đổi khí hậu trong 10.000 năm qua (quá trình lịch sử tự nhiên) và ngày nay quá trình này có thể được giải thích là do sự tuyệt chủng của các loài chim ăn quả lớn (quá trình nhân loại, đó là, kết quả từ hoạt động của con người).

Khám phá này đã khiến các nhà nghiên cứu cố gắng tìm hiểu xem các loài chim ăn thịt có ảnh hưởng như thế nào đến quá trình phân hóa gen của juçara.

Nghiên cứu được thực hiện trong phòng thí nghiệm của Giáo sư Galetti đã xác nhận rằng có mối quan hệ giữa việc giảm kích thước của hạt juçara (có đường kính thay đổi tự nhiên từ 8 đến 14 mm) và sự tuyệt chủng cục bộ của các loài chim lớn phân tán hạt của chúng.

Trong công việc được đăng trên tạp chí khoa học vào năm 2013, các nhà nghiên cứu đã điều tra 22 khu vực của Rừng Đại Tây Dương phân bố giữa Paraná, São Paulo, Rio de Janeiro, Minas Gerais và nam Bahia. Họ phát hiện ra rằng ở những khu vực có những loài chim ăn thịt lớn như chim họa mi (Ramphastos spp.), jacus (Penelope spp.) và jacutingas (i> Aburria jacutinga), hạt juçara lớn hơn, vượt quá 12 mm. Ở những khu vực chỉ có các loài nhỏ hơn và có mỏ nhỏ hơn chiếm ưu thế, chẳng hạn như chim bìm bịp (Turdus spp.), Đường kính của hạt juçara không vượt quá 9,5 mm.

Nói cách khác: trong các khu vực Rừng Đại Tây Dương, nơi có quần thể của các loài chuột, guans, khỉ nhện (nudicollis) và jacutingas đã bị tuyệt chủng cục bộ do bị săn bắn, các hạt lớn hơn không còn phân tán được nữa, vì chúng quá lớn đối với các loài ăn quả nhỏ như nấm, chỉ có thể nuốt những hạt nhỏ. Hạt giống không được chim tiêu thụ sẽ không nảy mầm, có nghĩa là, juçara phụ thuộc vào các loài chim để duy trì dân số của nó.

Sự khác biệt về kích thước hạt giống như vậy có vẻ nhỏ, nhưng không phải vậy. Điều quan trọng là bảo tồn cây cọ. Galetti giải thích: “Điều này là do các hạt nhỏ dễ mất nước hơn vì chúng có diện tích bề mặt nhỏ hơn và điều này làm cho cây cọ trở nên nhạy cảm hơn với sự gia tăng của thời kỳ hạn hán, điều này sẽ làm tăng tần suất của chúng với biến đổi khí hậu”.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng trong các khu rừng gần Rio Claro, nơi những loài cây có hạt nhỏ chiếm ưu thế, sau đợt hạn hán nghiêm trọng năm 2014, chúng đơn giản là không nảy mầm.

“Áp lực chọn lọc gây ra bởi sự khử độc tố quá mạnh đến mức ở một số khu vực, chỉ mất 50 năm để các hạt juçara lớn hơn biến mất. Sự chọn lọc như vậy có thể cảm nhận được ở cấp độ di truyền không? Chính phát hiện này đã dẫn đến công trình mới của chúng tôi ”, nhà sinh vật học Carolina da Silva Carvalho, một nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Galetti, cho biết.

Trong một nghiên cứu được công bố vào năm 2016 tại Báo cáo khoa học, từ nhóm Thiên nhiên, nhóm Unesp đã chỉ ra rằng sự khử mùi, ngoài việc thay đổi sự biến đổi kiểu hình (kích thước) của hạt giống juçara, còn dẫn đến những thay đổi về mặt tiến hóa trong quần thể Euterpe edulis, nghĩa là, trong kiểu gen của nó.

Nghiên cứu được hỗ trợ bởi Quỹ Hỗ trợ Nghiên cứu của Bang São Paulo (Fapesp) trong Dự án Chuyên đề “Hậu quả sinh thái của việc khử mùi hôi ở Rừng Đại Tây Dương” và Viện trợ Thường xuyên “Các phương pháp lấy mẫu mới và công cụ thống kê để nghiên cứu đa dạng sinh học: tích hợp chuyển động sinh thái với quần thể và sinh thái cộng đồng ”.

“Trong công trình này, chúng tôi muốn biết liệu sự tuyệt chủng của các loài chim ăn quả lớn có thể dẫn đến sự thay đổi gen trong tim cọ hay không. Tuy nhiên, chúng tôi biết rằng các yếu tố lịch sử cũng có thể ảnh hưởng đến sự đa dạng di truyền của trái tim juçara của cây cọ. Vì vậy, chúng tôi đã xây dựng một tập hợp các giả thuyết và đánh giá quy trình nào giải thích tốt nhất mô hình đa dạng di truyền giữa các quần thể của E. edulis, ”Carvalho nói.

Nghiên cứu đã tính đến ba biến số chính có thể ảnh hưởng đến sự thay đổi di truyền giữa các quần thể cọ juçara. Đầu tiên, dữ liệu về sự mất mát của các tác nhân ăn quả lớn làm phân tán hạt juçara (khử mùi) đã được đưa vào.

Thứ hai, dữ liệu về nguồn gốc địa lý sinh học của các quần thể khác nhau của E. edulis. Sự khác biệt giữa các quần thể cây cọ mọc trong rừng nhiệt đới, rừng rậm và ẩm ướt hơn, có lá thường xanh và những cây mọc ở các khu vực nửa rụng lá, thoáng hơn và khô hơn, với thảm thực vật rụng lá theo mùa, đã được nghiên cứu.

Vai trò của sự phân mảnh rừng Đại Tây Dương trong việc thay đổi sự biến đổi kiểu gen của juçara cũng đã được nghiên cứu. Sự chia cắt rừng có thể dẫn đến giảm mạnh quy mô quần thể và tăng sự cách ly về không gian của các quần thể, do đó làm giảm tính đa dạng di truyền của chúng.

Carvalho cho biết thêm: “Công trình của chúng tôi cho thấy rõ ràng sự khác biệt về gen giữa các cây cọ ở những nơi có và không có chim lớn, và chúng tôi kết luận rằng sự tuyệt chủng của các loài ăn quả lớn đang làm thay đổi sự tiến hóa của trái tim juçara của cọ.

Sự khác biệt về mặt di truyền này có liên quan đến kích thước hạt giống không? "Chúng tôi chưa biết. Chúng tôi đã không đi đến điểm phân tích bộ gen của juçara để tìm ra gen nào chịu trách nhiệm cho sự thay đổi kích thước hạt giống. Những gì chúng ta có thể nói là việc đào thải làm thay đổi quá trình chọn lọc tự nhiên trong đó chỉ những hạt giống juçara nhỏ được phát tán và cũng ảnh hưởng đến di truyền của thực vật, ”Galetti nói.

Tính đến tất cả mọi thứ đã được tìm thấy cho đến nay, liệu có thể đảo ngược tình trạng này? Nói cách khác, liệu có thể đảm bảo rằng các quần thể chỉ có hạt nhỏ tồn tại khi đối mặt với biến đổi khí hậu?

Các nhà nghiên cứu hiện đang tìm cách khôi phục sự đa dạng di truyền và sự biến đổi của kích thước hạt giống của juçara nơi nó bị xâm hại.

“Ở nhiều khu vực tự nhiên, nếu chúng ta không can thiệp, quần thể cọ có thể biến mất do biến đổi khí hậu vì hạt nhỏ mất nhiều nước hơn và không nảy mầm. Nói cách khác, trong những năm khô nóng, hạt giống sẽ không thể nảy mầm, ”Galetti nói.

“Trong giai đoạn mới này của dự án, chúng tôi muốn đánh giá cách tốt nhất để khôi phục sự biến đổi di truyền và kích thước hạt giống trong các quần thể nơi các loài phân tán hạt lớn đã tuyệt chủng. Có khu vực có hạt lớn và nhỏ. Tuy nhiên, chỉ những hạt lớn mới không bị phân tán, do không có những con chim lớn hơn. Và có những khu vực mà hạt lớn đã biến mất. Do đó, chúng tôi đang phân tích xem liệu việc tái sinh đơn giản những loài chim lớn có đủ để đảm bảo sự phục hồi hoàn toàn của hạt cọ hay chúng ta cần các chiến lược phục hồi khác, hiệu quả hơn ”, Carvalho nói.

Galetti nhận xét: “Nếu không có trái tim juçara của cây cọ, Rừng Đại Tây Dương sẽ trở nên nghèo nàn, bởi vì cây duối nuôi các loài phân tán hạt lớn nhất trong rừng”. “Trong một bài giảng về vấn đề này cho nông dân và những người duy trì vườn ươm cây giống juçara, họ nhanh chóng nói với tôi rằng từ bây giờ họ sẽ chọn những hạt lớn hơn và sản xuất cây con từ những hạt giống này,” Galetti nói.

Nghiên cứu về sinh thái học của cọ juçara chiếm một vị trí trung tâm trong quỹ đạo khoa học của Galetti. “Tôi bắt đầu nghiên cứu về sự phân tán hạt giống khi vẫn chưa tốt nghiệp vào năm 1986, với Học bổng Fapesp. Tôi đã nghiên cứu loài chim nào phát tán và săn mồi bằng hạt giống cây bách xù. Đây là cơ sở cho tất cả các nghiên cứu sâu hơn của chúng tôi, vì chúng tôi có một nền tảng vững chắc trong lịch sử tự nhiên về sự tương tác giữa trái cây và trái tim của cây cọ và với sự tự tin tuyệt vời, chúng tôi có thể nói đâu là chất phân tán tốt nhất của juçara ”, ông nói.

Bài viết:

Sự ổn định của khí hậu và các tác động hiện đại của con người ảnh hưởng đến sự đa dạng di truyền và tình trạng bảo tồn của một loài cọ nhiệt đới ở Rừng Đại Tây Dương của Brazil (doi: 10.1007 / s10592-016-0921-7), bởi Carolina da Silva Carvalho, Liliana Ballesteros-Mejia, Milton Cezar Ribeiro, Marina Corrêa Côrtes, Alesandro Souza Santos và Rosane Garcia Collevatti: //link.springer.com/article /10.1007/s10592-016-0921-7.

Sự tẩy uế dẫn đến những thay đổi vi cách mạng trong cây cọ nhiệt đới (doi: 10.1038 / srep31957), bởi Carolina S. Carvalho, Mauro Galetti, Rosane G. Colevatti và Pedro Jordano: //www.nature.com/articles/srep31957.

Sự tuyệt chủng về chức năng của các loài chim thúc đẩy những thay đổi tiến hóa nhanh chóng về kích thước hạt giống (doi: 10.1126 / science.1233774), bởi Mauro Galetti, Roger Guevara, Marina C. Cortes, Rodrigo Fadini, Sandro Von Matter, Abraão B. Leite, Fábio Labecca, Thiago Ribeiro, Carolina S. Carvalho, Rosane G. Collevatti, Mathias M. Pires, Paulo R. Guimarães Jr., Pedro H. Brancalion, Milton C. Ribeiro và Pedro Jordano. 2013: //science.sciencemag.org/content/340/6136/1086.


Nguồn: Peter Moon, từ Cơ quan FAPESP



$config[zx-auto] not found$config[zx-overlay] not found