Вчені з'ясували походження таємничого мангрового лісу, що не має виходу до моря, в самому серці півострова Юкатан в Мексиці.
Зазвичай дерева цього виду, відомі як червоні мангрові зарості або Rhizophora man^, ростуть тільки в солоній воді вздовж тропічних берегових ліній. Але цей ліс розташований недалеко від річки Сан-Педро в штаті Табаско, більш ніж в 200 км від океану. Якимось чином ці мангрові заросли пристосувалися жити виключно в прісноводному середовищі на південному сході Мексики.
Як саме виникла ця екологічна загадка, поставило вчених у глухий кут. Але тепер міжнародна багатопрофільна група дослідників виявила, що ця незвичайна екосистема почала зростати близько 125000 років тому, коли рівень моря був набагато вищим, а океан покривав більшу частину регіону.
«Найдивовижніша частина цього дослідження полягає в тому, що ми змогли вивчити екосистему мангрових заростей, яка перебувала в пастці часу понад 100 000 років», - говорить провідний автор роботи Октавіо Абурто-Оропеза, морський еколог з Інституту океанографії Скриппса при університеті Каліфорнії. "Це було схоже на створення" загубленого світу ", - додав він.
Як вони туди потрапили?
Дослідники почали вивчати систему мангрових заростей Сан-Педро тільки недавно, але місцеві жителі знають унікальну екосистему протягом життя декількох поколінь.
«У дитинстві я ловив тут рибу і грав на цих мангрових заростях, але ми ніколи не знали точно, як вони туди потрапили», - говорить співавтор Карлос Бурело, ботанік з Хуаресського автономного університету в Табаско в Мексиці, який виріс недалеко від лісу.
Щоб з'ясувати, як ця прибережна екосистема опинилася на такій великій відстані від узбережжя в чужому середовищі, дослідники проаналізували ДНК мангрових дерев, щоб побачити, наскільки вони відрізняються від інших популяцій мангрових заростей.
«У геномах мангрових заростей накопичуються мутації в кожному поколінні зі швидкістю приблизно одна з кожних 300 мільйонів букв генетичного коду, який буде переданий майбутнім поколінням», - говорить Річард Ніколс, генетик-еволюціоніст з Лондонського університету королеви Марії. «Підрахувавши кількість відмінностей між двома геномами, можна оцінити кількість поколінь відтоді, як ці два геноми мали спільного предка».
Це один з найточніших способів визначити дату, коли дві популяції виявилися ізольованими. «Якщо дві популяції виявилися ізольованими один від одного, найбільш недавні загальні предки з різних популяцій повинні передувати періоду ізоляції», - сказав Річард Ніколс.
Базуючись на кількості генетичних мутацій, накопичених в ДНК мангрових заростей, вчені визначили, що мангрові зарості були ізольовані від географічно найближчих прибережних мангрових заростей протягом приблизно 125 000 років. Оскільки рівень світового океану був набагато вище 125 000 років тому через більш високі температури атмосфери, дослідники підозрюють, що цей район колись був береговою лінією.
Таким чином, мангрові ліси, ймовірно, пустили коріння, коли океан був вище, і зуміли вижити після того, як він опустився до сучасного рівня, залишивши прибережну екосистему в пастці всередині континенту і змусивши її адаптуватися до прісноводних умов, що забезпечуються річкою Сан-Педро.
Зміна рівня моря
За даними Національного управління океанічних і атмосферних досліджень (NOAA), глобальний рівень моря багаторазово підвищувався і знижувався протягом всієї історії Землі, почасти через незначні зміни в орбіті Землі навколо Сонця, які змушують нашу планету отримувати більше або менше сонячного випромінювання.
У періоди, коли Земля отримує найменшу кількість випромінювання, відомі як льодовикові максимуми або льодовикові періоди, коли крижані щити покривають набагато більші площі в полярних регіонах. Час, коли планета отримує найбільшу кількість радіації, відому як міжльодовиковий період, температура підвищується і крижані щити тануть, випускаючи більше води в океани.
За даними NOAA, останній міжльодовиковий період закінчився близько 120 000 років тому, що узгоджується з теорією дослідників про мангрові ліси і підвищення рівня моря.
Однак попередні моделі не передбачали, що рівень моря в той час буде досить високим, щоб покрити мангровий ліс, який в даний час знаходиться на висоті 9 метрів над рівнем моря.
Район, що оточує ліс, розташований настільки низько, що відносно невелика зміна рівня моря може викликати драматичні наслідки всередині суші, тому, хоча попередні моделі лише злегка недооцінювали підвищення рівня моря, вони сильно недооцінювали, яка частина регіону була б затоплена.
Дослідники сподіваються, що отримані дані допоможуть передбачити, як на регіон може вплинути підвищення рівня моря, викликане зміною клімату, в майбутньому.
Стародавня реліквія
Дослідники описали мангровий ліс на річці Сан-Педро як «релікт», екосистему, що збереглася з більш раннього періоду часу. Згідно із заявою, вижити вдалося не тільки мангровим заростям, а й близько 100 іншим видам, які процвітали в стародавньому океані або поруч з ним, у тому числі рибам, черепахам і рослинам.
«Це відкриття є видатним», - йдеться в заяві співавтора Феліпе Сапата, генетика з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі. «Тут не тільки червоні мангрові зарості, походження яких відображено в їх ДНК, але і вся прибережна екосистема лагуни останнього міжльодовикова знайшла тут притулок».
Дослідники не знають точно, як саме мангрові заросли і живуть серед них види змогли адаптуватися до прісноводних умов, але тепер інші вчені зможуть використовувати їх висновки для вивчення цих питань. «Безумовно, потрібно дізнатися більше про те, як багато видів у цій екосистемі адаптувалися до різних умов навколишнього середовища за останні 100 000 років», - кажуть дослідники.
Однак без охоронного статусу ліс може опинитися в небезпеці. У 1970-х роках неправильний план розвитку призвів до того, що значна частина регіону постраждала від вирубки лісів, а мангровим зарослям дивом вдалося уникнути руйнування. Але ліс як і раніше дуже вразливий перед подібною ситуацією в майбутньому.