Fucus radicans
| Fucus radicans | |
|---|---|
| Klasyfikacja naukowa | |
| Królestwo: | Chromista |
| Gromada: | Gyrista |
| podtyp: | ochrofitina |
| Klasa: | Phaeophyceae |
| Zamówienie: | fukale |
| Rodzina: | Fucaceae |
| Rodzaj: | Morszczyn |
| Gatunek: |
F. radicans
|
| Nazwa dwumianowa | |
|
Fucus radicans L. Bergström i L. Kautsky, 2005
|
|
Fucus radicans to gatunek alg brunatnych z rodziny Fucaceae , endemiczny i niedawno wyewoluowany w Morzu Bałtyckim . Gatunek został po raz pierwszy opisany przez Lenę Bergström i Lenę Kautsky w 2005 roku z lokalizacji w Ångermanland w Szwecji. Specyficzny epitet pochodzi z łaciny i oznacza „zakorzenienie”, odnosząc się do faktu, że gatunek ten rozmnaża się głównie poprzez zakorzenienie oderwanych fragmentów.
Wydaje się, że Fucus radicans oddzielił się od blisko spokrewnionego i szeroko rozpowszechnionego Fucus vesiculosus w ciągu około 400 lat. Często rozmnaża się klonalnie , co mogło pomóc w szybkim pojawieniu się nowego gatunku. Analiza genetyczna potwierdza hipotezę o niedawnej rozbieżności Fucus radicans z Fucus vesiculosus jako przykładu specjacji sympatrycznej , przy czym oba gatunki zajmują obecnie to samo terytorium półmorskie.
Opis
Fucus radicans jest morfologicznie podobny do morszczynu pęcherzykowatego ( Fucus vesiculosus ), który jest dychotomicznie rozgałęziony i ma brązowe skórzaste liście znane jako thalli z wydatnym nerwem głównym i kulistymi pęcherzami powietrznymi. Główne różnice między nimi polegają na tym, że rośliny F. radicans są mniejsze i bardziej krzaczaste niż F. vesiculosus i mają węższe plechy. Bladderwrack jest powszechny na przybrzeżnych obszarach po obu stronach umiarkowanego północnego Atlantyku i subarktyki. F. radicans występuje endemicznie w Morzu Bałtyckim , gdzie rośnie obok F. vesiculosus .
Morze Bałtyckie i specjacja
Morze Bałtyckie powstało w wyniku cofania się lodu po ostatniej epoce lodowcowej , około dziesięciu tysięcy lat temu. Początkowo było to jezioro słodkowodne, ale morze przedarło się przez nie więcej niż raz. Od około 4000 lat temu do chwili obecnej jest to obszar wód słonawych, stosunkowo odizolowany od Morza Północnego , z sporadycznymi dopływami wód oceanicznych. Do Bałtyku wpływa ponad 200 rzek, co powoduje, że warstwy powierzchniowe są znacznie mniej zasolone niż w innych morzach. Pewna ilość wody napływa z Morza Północnego, ale pozostaje ona na dnie i jest stosunkowo niezmieszana z wodami powierzchniowymi. F. radicans występuje endemicznie w Morzu Bałtyckim, gdzie rośnie w płytkich wodach obok F. vesiculosus . Wydaje się, że jest specjalnie przystosowany do niskich poziomów zasolenia i niezdolny do tolerowania wyższych poziomów zasolenia, do których przyzwyczajone są inne gatunki wodorostów. Nawet w Bałtyku poziomy zasolenia są różne, a F. radicans preferuje najbardziej wysuniętą na północ część, Zatokę Botnicką , gdzie słonawe wody mogą mieć zasolenie poniżej 10 ‰ (na otwartym oceanie średnio 35 ‰).
Ponieważ Morze Bałtyckie, a zwłaszcza Zatoka Botnicka, znajduje się w strefie pośredniej między wodą morską a słodką, charakteryzuje się niską różnorodnością biologiczną i występuje tam tylko niewielka liczba gatunków roślin i zwierząt, które były w stanie przystosować się do tego poziomu zasolenia. Te, które są obecne, są zwykle mniejsze niż w ich głównych siedliskach, takich jak biomy morskie lub słodkowodne . Morszczyn pęcherzykowaty ( F. vesiculosus ) występuje szeroko iw dużych ilościach w Morzu Bałtyckim, gdzie żyje obok bardzo podobnych F. radicans . Badania mające na celu znalezienie ich ewolucyjnego związku przy użyciu markerów sekwencji chloroplastów ( RuBisCO ) lub mitochondrialnego DNA ( przerywnik międzygenowy ) nie przyniosły jednoznacznych wniosków. Analiza genetyczna przy użyciu mikrosatelitarnych (krótkie sekwencje DNA) sugeruje, że rozbieżność między tymi dwoma gatunkami wystąpiła między 125 a 2475 lat temu, a szczyt dystrybucji nastąpił około 400 lat temu. Oznacza to, że gatunek ten rozdzieliłby się później niż przejście Morza Bałtyckiego ze środowiska morskiego do obecnego stanu słonawego. Hipotezę tę potwierdza fakt, że F. radicans nie występuje nigdzie indziej poza Bałtykiem.
Mechanizmem izolującym między tymi dwoma gatunkami może być fakt, że F. vesiculosus normalnie rozmnaża się płciowo, podczas gdy F. radicans wykazuje znacznie większą tendencję do rozmnażania bezpłciowego , z oderwanymi fragmentami, które mają zdolność zapuszczania korzeni i rozwijania się w nowe rośliny. Wykazano, że stres środowiskowy, w tym przypadku spadek zasolenia wody, przyczynia się do powstawania nowych gatunków. Innym czynnikiem przyczyniającym się do specjacji jest presja ewolucyjna wywierana przez zmianę środowiska.
Bioróżnorodność genetyczna
Fucus radicans jest gatunkiem endemicznym Morza Bałtyckiego, gdzie występuje wzdłuż wybrzeży Morza Botnickiego oraz w wodach estońskich. Może być również obecny w (rosyjskiej) Zatoce Fińskiej. Podobnie jak blisko spokrewniony morszczyn pęcherzykowaty ( F. vesiculosus ), F. radicans może rozmnażać się zarówno płciowo, jak i bezpłciowo.
Struktura genetyczna F. radicans jest złożona, a różnice genetyczne między populacjami w Estonii iw Zatoce Botnickiej są znaczne. Niektóre populacje są prawie całkowicie rekrutowane seksualnie, podczas gdy inne są zdominowane przez pojedyncze klony. Populacje estońskie są w większości rozmnażane płciowo i charakteryzują się dużym zróżnicowaniem genetycznym. Populacje na Morzu Botnickim w większości rekrutują się bezpłciowo i są zdominowane przez dwa klony — jedną samicę i jednego samca. Samica występuje wzdłuż linii brzegowej o długości 550 km i stanowi 20–95% osobników w lokalnych populacjach. Ze względu na ten dominujący klon struktura genetyczna F. radicans jest mniej drobna niż u morszczynu pęcherzykowatego na tym obszarze.
Kierownictwo
Zmienność genetyczna ma fundamentalne znaczenie dla zdolności gatunku do przystosowania się i przetrwania w nowych warunkach środowiskowych. Aby złagodzić przyszłe straty, zarządzanie i ochrona różnorodności biologicznej Morza Bałtyckiego powinna obejmować również poziom genetyczny. Sytuacja w Fucus radicans , z dużymi obszarami bez rozmnażania płciowego lub z bardzo niewielkim rozmnażaniem płciowym, oznacza, że gatunek ten ma niski potencjał przyszłej adaptacji genetycznej. Tak więc przewidywane ocieplenie i spadek zasolenia Morza Bałtyckiego w ciągu najbliższych 50 do 100 lat może grozić utratą populacji, a nawet całego gatunku.
Zgodnie z bałtyckim projektem badawczo-rozwojowym BONUS BAMBI zarządzanie długoterminową ochroną F. radicans powinno mieć na celu:
- chronić populacje poprzez aktywność seksualną. Rozmnażające się płciowo populacje estońskie powinny mieć wysoki priorytet,
- utrzymać duże rozmiary populacji,
- utrzymać łączność między populacjami na obecnym poziomie,
- dostarczyć plany zarządzania dla populacji w Morzu Botnickim i wodach estońskich oraz w Zatoce Fińskiej – jeśli istnieją.
Ponieważ populacje estońskie różnią się genetycznie od innych populacji, nie należy ich wykorzystywać do zastąpienia utraconych populacji w Morzu Botnickim.