Istraživači koji rade u Finskoj predlažu da jedinstveno svetlosno okruženje polarnih regiona Zemlje stvara uslove koji rezultiraju cirkumpolarnim hibridnim zonama oko severnog i južnog pola. Ovi ekstremni uslovi povećavaju sinhronizaciju reproduktivne fenologije među vrstama, odnosno teraju sve vrste u manji prozor za reprodukciju. Ovo će dugoročno održati biodiverzitet.
U nedavno objavljenom istraživačkom članku, profesor subarktičke ekologije Kari Saikonen sa Univerziteta u Turkuu, Finska, i njegove kolege predstavljaju novu teoriju o ulozi okruženja polarne svetlosti Zemlje u održavanju biodiverziteta u geološkoj vremenskoj skali koja obuhvata milione godina. Istraživanje je objavljeno u časopisu Jedna Zemlja.
Dužina dana i noći na Zemlji karakteriše jednaka količina dnevnog svetla i noći na ekvatoru tokom cele godine, manje sezonske varijacije koje se udaljavaju od ekvatora i značajna sezonalnost dužine dana bliže polovima. Na krajnjem severu i krajnjem jugu, unutar arktičkog i antarktičkog kruga, ovo rezultira jedinstvenim višemesečnim fenomenom „ponoćnog sunca“ sa 24-časovnom dnevnom svetlošću tokom leta i „polarnom noći“ zime, kada sunce ne uzdiže se iznad horizonta mesecima.
„U središtu naše teorije je hipoteza da ekstremno svetlosno okruženje polarnih regiona stvara hibridne zone u oba polarna regiona“, kaže Saikonen.
Za razliku od temperature, dužina dana je stabilan faktor životne sredine koji se konstantno menja u različitim geografskim širinama, ali na njega ne utiče lokalna ili globalna klima. Tako su se mnogi organizmi, posebno fotosintetički organizmi kao što su biljke i mnogi mikrobi, prilagodili da koriste sezonske promene dužine dana do vremena, na primer, njihovu reprodukciju.
Pošto koriste svetlost kao signal, svetlosna sredina u polarnim regionima povećava verovatnoću da će se cvetanje blisko povezanih biljnih vrsta poklopiti. Ovo, zauzvrat, stvara mogućnosti za hibridizaciju vrsta.
Hibridizacija se odnosi na organizme koji se razmnožavaju sa drugom vrstom ili sortom. Hibridizacija se može izvršiti namerno, kao na primer sa mnogim poljoprivrednim kulturama da bi se stvorila određena željena osobina, ili se može desiti prirodno kada su vrste blizu jedna drugoj i dovoljno biološki kompatibilne.
„Iako je hibridizacija uobičajena u skoro svim grupama organizama, njena uloga kao sile za održavanje biodiverziteta nije u potpunosti shvaćena. Hibridizacija takođe može uključivati ukrštanje unatrag, gde se hibridne jedinke pare sa pojedincima originalne vrste. Ovo omogućava prenos gena sa jedna vrsta drugoj, stvarajući nove kombinacije gena za prilagođavanje različitim uslovima životne sredine“, kaže Saikonen.
Na nižim geografskim širinama, mala promena dužine dana između godišnjih doba ne izaziva preklapanje u vremenu reprodukcije među genetski različitim populacijama, podvrstama ili varijetetima koji pripadaju kompleksu vrsta, niti podstiče hibridizaciju.
„Stoga, raspon vrsta pomera se na geografskim širinama tokom ciklusa hladnijih i toplijih perioda na Zemlji izaziva ponavljajuću izolaciju i kontakt među vrstama. Ovo rezultira mešanjem i diferencijacijom vrsta i stvara novi biodiverzitet tokom dugih perioda geološkog vremena“, kaže Saikonen.
Mikrobi su igrali ključnu ulogu u evoluciji sadašnjeg biodiverziteta od nastanka života i nastavljaju da imaju značajnu ulogu u održavanju i promovisanju globalnog biodiverziteta.
„Mikrobi su sveprisutni, a sve više dokaza otkriva da imaju visok adaptivni potencijal zbog svog kratkog životnog ciklusa. Mnogi mikrobi su osetljivi na svetlost i utiču na dobrobit praktično svih biljaka i životinja. Pošto sve biljke i životinje imaju različite mikrobiote, treba ih tretirati kao celinu“, napominje Saikonen.
U novoj studiji, Saikonen i kolege pretpostavljaju kako fotosenzitivni mikrobi mogu pomoći biljkama da se prilagode polarnim regionima.
Klimatske promene i gubitak biodiverziteta su među najvećim globalnim pretnjama ekosistemima i uslugama ekosistema u ljudskoj istoriji. Polarni regioni Zemlje se zagrevaju brzinom bez presedana — do 2-4 puta brže od Zemljinog proseka.
„Klimatski modeli predviđaju da će se led na Arktičkom moru otopiti do kraja ovog veka. Tokom istog perioda, područje bez leda na Antarktiku povećaće se sa otprilike 2% danas na skoro 25%. Samo otapanje glečera na zapadnom Antarktiku bi izazvalo more nivoi će porasti za pet metara, ugrožavajući 10% svetske populacije i mnoge svetske ekosisteme priobalnih okeana u narednim decenijama ili vekovima“, kaže Saikonen.
Istraživači osporavaju konvencionalnu diskusiju o biodiverzitetu fokusiranu na vrste fokusirajući se ne samo na vrste, već i na genetsku raznolikost organizama i značaj esencijalnih mikrobnih saradnika biljaka i životinja.
„Predlažemo da se biodiverzitet može, dugoročno gledano, oporaviti nakon poremećaja i masovnog izumiranja, ali će se ekosistemi restrukturirati u nove skupove vrsta. Ovo zahteva povećanu pažnju na važnost obezbeđivanja dovoljnog potencijala genetskih, vrsta i interakcija vrsta za podršku budućnosti Diverzifikacija i funkcije i usluge ekosistema, stoga je važno da se uhvati u koštac sa gubitkom biodiverziteta izazvanog klimatskim promenama“, kaže Saikonen.
