Gorske kuščarice se težje spopadajo s podnebnimi spremembami!

Podnebne spremembe na različne načine ne-uravnovešajo ekosisteme na Zemlji, kar ima pogosto dramatične posledice. Številne rastline in živali so že prizadete. Presenetljivo pa je, da imamo kljub temu še vedno slabo razumevanje vplivov podnebnih sprememb, katere so konkretne grožnje in kako bodo videti dejanske posledice.

Kuščarice, ki jih javnost pozna kot "martinčke", so skupina živali, ki pregovorno "ljubijo sonce" (imenujemo jih "heliotermi"). Skupaj s kačami spadajo v skupino plazilcev, ki so, poleg ptičev, najbolj pestra skupina vretenčarjev na svetu, z več kot 10,000 danes poznanimi vrstami. Ker gre za hladnokrvne živali, so odvisne od toplote in sončnega sevanja, da dosežejo telesne temperature, pri katerih so aktivne. Torej bi bila očitna hipoteza, da bodo imele koristi od globalnega segrevanja. Ali bodo?

Štiri vrste kuščaric iz Slovenije, ki so bile vključene v raziskavo pod vodstvom dr. Anamarije Žagar iz Nacionalnega inštituta za biologijo. Od leve zgoraj do spodaj desno: velebitska kuščarica (Iberolacerta horvathi), črnopikčasta kuščarica (Algyroides nigropunctatus), pozidna kuščarica (Podarcis muralis) in živorodna kuščarica (Zootoca vivipara). Fotografije: Miha Krofel.

Konzorcij 45 raziskovalcev iz 17 držav, v katerem je sodelovala tudi Anamarija Žagar iz Nacionalnega inštituta za biologijo, se je zdaj približala odgovoru na to vprašanje v raziskavi, objavljeni danes v reviji Nature Communications. Raziskovalci so se osredotočili na fiziologijo tako imenovanih lacertidnih kuščarjev ("Kuščarice"), skupine, ki je razširjena v Evropi, Aziji in Afriki. Sestavljajo jo vrste, ki se pojavljajo v zelo različnih okoljih, recimo v izredno suhi in vroči puščavi Namib, v vlažnih tropskih gozdovih, mnoge vrste v Evropi pa so tudi omejene na hladna okolja v gorah nad 1.500 metri. Ena od njih, živorodna kuščarica, celo doseže Arktični krog, kar je najdlje proti severu kot je razširjena katera koli druga vrsta plazilcev.

Raziskava je eksperimentalno pokazala, katere so optimalne telesne temperature kuščaric in kako strpne so do izgube vode pod suhimi pogoji, na ozadju njihovega evolucijskega drevesa. Znano je bilo, da imajo kuščarice iz tropskih okolij telesne temperature podobne okolju. "Odkrili smo močne prilagoditve fiziologije na temperaturo v okolju pri tropskih kuščaricah, kar jih verjetno naredi zelo občutljive na globalno segrevanje," pravi Joan Garcia-Porta, raziskovalka Centra za raziskave ekologije in gozdarstva, CREAF, Španija in trenutno v Washingtonu Univerza v St Louisu, ZDA, prva avtorica te raziskave.

Kaj pa kuščarice iz zmernih okolij, kakršna so v Sloveniji? Na podlagi novo zbranih podatkov o fiziologiji več kot 50 vrst so raziskovalci ugotovili, da je velik del njihove biologije prav tako določen s podnebjem. Miguel Vences, soavtor in profesor evolucijske biologije na tehnološki univerzi Braunschweig, komentira: "Neverjetno se nam je zdelo, ko smo odkrili kako dobro so te vrste prilagojene okolju. Njihova fiziologija, razširjenost, vrstna pestrost in celo stopnja genetskih mutacij - vse je močno povezano s temperaturami, ki jih doživljajo v naravi."

Raziskovalci so uporabili najnovejše visoko-ločljive metode sekveniranja DNA in analize fosilnih primerkov kuščaric, da so rekonstruiral življenjsko drevo 262 vrst kuščaric, ki poseljujejo Evropo, Azijo in Afriko. S pogledom v preteklost in evolucijo kuščaric, so dokazali, da se je večina današnjih vrst kuščaric pojavila v preteklih toplih podnebjih, vendar so se nato postopno prilagajale ohlajanju ozračja in se do danes razširile tudi v zelo hladna območja na Zemlji. Ti rezultati nam omogočajo razumeti, kakšne so možnosti, da se bodo vrste uspele prilagajati na spremembe v prihodnosti, ki jih prinašata globalno segrevaje podnebja in spremenjeni režimi padavin.

Potrdili so hipotezo, da bodo v Evropi največje posledice najverjetneje utrpele vrste, ki so prilagojene na hladnejša in bolj vlažna okolja. Miguel-Angel Carretero, specialist za kuščarje na inštitutu CIBIO na Portugalskem, dodaja: "Mehanizmi, s katerimi se te kuščarice spopadajo, so zapleteni, vendar jih začenjamo bolje razumeti. Toplejše temperature pomenijo tudi nižjo vlažnost, podnebne spremembe pa silijo, da so te kuščarice aktivne v suhem okolju, s katerim se ne morejo spoprijeti."

To bo prizadelo kuščarice v mnogih evropskih regijah. Anamarija Žagar, raziskovalka na Oddelku za raziskave ekosistemov in organizmov na Nacionalnem inštitutu za biologijo, opozarja: "V Sloveniji živita dve vrsti kuščaric, ki sta prilagojeni hladnemu in vlažnemu okolju; Velebitska kuščarica, ki živi v alpskem in dinarskem gorskem območju, in živorodna kuščarica, značilna za gore, kot tudi nižinska močvirja. Glede na našo raziskavo bodo podnebne spremembe verjetno najbolj prizadele obe vrsti. Še pomembneje je, da naši rezultati kažejo, da bi podobni procesi lahko negativno vplivali tudi na druge vrste ektotermnih organizmov (kateri nimajo stalne telesne temperature). Slovenija velja za vročo točko biodiverzitete v Evropskem merilu in tako naše ohranjeno okolje predstavlja pomemben habitat številnim vrstam. Med njimi so mnoge specializirane tudi za življenje v hladnem in vlažnem gorskem svetu. Te vrste bodo kmalu izginile, če ne bomo kmalu okrepili svojih prizadevanj za ublažitev podnebnih sprememb. Takšna nepopravljiva izguba biotske raznovrstnosti pa bo lahko imela nepredvidljive posledice za celoten ekosistem in uravnavanje ravnovesja v naravi"

Biotska raznovrstnost predstavlja edinstven splet odnosov med živimi bitji, od katerih je odvisno tudi dolgoročno preživetje človeštva, saj nam prav biodiverziteta zagotavlja čist zrak, pitno vodo, hrano, med drugim pa skrbi tudi za uravnavanje števila škodljivcev. Znanstveniki po vsem svetu poskušajo zato že vrsto let razumeti, kako bodo vedno bolj opazne podnebne spremembe vplivale na lokalno raznolikost oblik življenja.

INFORMACIJE O ČLANKU:

REVIJA:

Nature Communications

ORIGINALNI NASLOV ČLANKA:

Environmental temperatures shape thermal physiology as well as diversification and genome-wide substitution rates in lizards

AVTORJI:

Joan Garcia-Porta*, Iker Irisarri*, Martin Kirchner, Ariel Rodríguez, Sebastian Kirchhof, Jason L. Brown, Amy MacLeod, Alexander P. Turner, Faraham Ahmadzadeh, Gonzalo Albaladejo, Jelka Crnobrnja-Isailovic, Ignacio De la Riva, Adnane Fawzi, Pedro Galán, Bayram Göçmen, D. James Harris, Octavio Jiménez-Robles, Ulrich Joger, Olga Jovanović Glavaš, Mert Karış, Giannina Koziel, Sven Künzel, Mariana Lyra, Donald Miles, Manuel Nogales, Mehmet Anıl Oğuz, Panayiotis Pafilis, Loïs Rancilhac, Noemi Rodríguez, Benza Rodríguez Concepción, Eugenia Sanchez, Daniele Salvi, Tahar Slimani, Abderrahim S'khifa, Ali Turk Qashqaei, Anamarija Žagar, Alan Lemmon, Emily Moriarty Lemmon, Miguel Angel Carretero, Salvador Carranza, Hervé Philippe, Barry Sinervo, Johannes Müller, Miguel Vences, Katharina C. Wollenberg Valero

DOI: 10.1038/s41467-019-11943-x

Povezava na objavo članka v reviji Nature Communications: http://www.nature.com/ncomms

O SLOVENSKI AVTORICI:

Pri raziskavi je sodelovala dr. Anamarija Žagar, znanstvena sodelavka Nacionalnega inštituta za biologijo, ki raziskuje na Oddelku za raziskovanje organizmov in ekosistemov (EKOS). Po doktoratu se je usmerila v eksperimentalno raziskovanje vplivov podnebnih sprememb na fiziološke lastnosti organizmov. V sodelovanju z raziskovalci na Univerzi v Greifswaldu (Nemčija) je nedavno z uporabo eksperimentalno simuliranih okolij v klimatskih komorah raziskala odzive presnove in spopadanja z oksidativnim stresom na segrevanje (postopno segrevanje in vročinske valove) pri modelni vrsti metulja Pieris napi. Trenutno sodeluje s konzorcijem partnerjev iz Španije in Portugalske v raziskavi fizioloških prilagoditev v spreminjajočem se okolju pri endemični vrsti kuščarja na Tenerifih (Gallotia galloti). Vrsta živi v širokem razponu nadmorske višine (od 0 do 3700 metrov na vrhu vulkana Teide), kjer so se kuščarji prilagodili na raznolike razmere v okolju in so zato primerni model za raziskovanje odzivov na spreminjajoče se okolje. Prav tako nadaljuje z raziskavami vplivov segrevanja pri slovenskih vrstah kuščaric, kjer se znotraj raziskovalne skupine s sodelavci povezujejo in medsebojno prenašajo znanja eksperimentalnega proučevanja posledic podnebnih sprememb tudi na druge ektotermne organizme, kot so dvoživke in hrošči. Trenutno na Nacionalnem inštitut za biologijo tudi koordinira komunikacijski projekt LIFE Naturaviva: Biodiverziteta - umetnost življenja (www.naturaviva.si), katerega glavni cilj je da bi biodiverziteto, njen pomen in ogroženost približali čim širšemu krogu ciljnih skupin v Sloveniji. Projekt poteka v konzorciju desetih partnerjev, vključenih je več kot 30 strokovnjakov, večina s področja biologije naravovarstva in agronomije, pa tudi komuniciranja, pedagogike, turizma in novinarstva.

KONTAKT:

Dr. Anamarija Žagar

Znanstvena sodelavka

Nacionalni inštitut za biologijo
Oddelek za raziskave organizmov in ekosistemov

Večna pot 111, 1000 Ljubljana
Telefon: 059 232745

Mobitel: 040 374706
E-mail: anamarija.zagar@nib.si