Исследователи из Центрального сибирского ботанического сада СО РАН совместно с учёными из Китая, Франции и США пришли к выводу, что арктическая флора могла появиться более 11 млн лет назад – это намного раньше, чем думали учёные. Исследование опубликовано в журнале Nature.

Специалисты считают, что развитие арктической флоры началось из-за изменений ландшафта и климата, а также колебаний уровня моря.

«Мы изучаем эволюцию флоры покрытосеменных растений Арктики, смотрим, как на неё влияют геологические и климатические изменения. Если мы будем понимать этапы развития, то получим ключ к истории и происхождению низкотемпературных флор Северного полушария. Помимо этого мы сможем предположить, какие виды растений нужно сохранять и что делать для этого. Ведь климат сильно меняется, ледники тают, а это значит, что и флора трансформируется», – рассказывает один из авторов статьи, старший научный сотрудник ЦСБС СО РАН, кандидат биологических наук Андрей Эрст.

Для исследования учёные секвенировали, то есть определили нуклеотидную последовательность, ядерной и хлоропластной ДНК. Её выделяли из листьев растений. На основе ДНК исследователи построили филогенетические деревья для 32 групп покрытосеменных растений, включающих 3626 видов.

«Мы собирали растения не только в природе. Большинство брали из гербарных фондов Китая, Франции, Америки и России. Гербарные фонды – это богатейший источник информации, который помогает посмотреть морфологию и распространение растения, определить видовую принадлежность. ДНК в таких фондах сохраняется довольно долгое время, как-то мы секвенировали образцы 1940-х годов», – прокомментировал Андрей Эрст.

По результатам исследования, предки некоторых арктических видов появились в среднем или позднем миоцене (около 10 млн лет назад). Примерно в это время началась миграция растений из Средиземноморья и западной части Северной Америки. Развитие местных видов продолжилось уже позже, около 9 млн лет назад. До этих данных считалось, что арктическая тундра сформировалась в конце неогена или в самом раннем плейстоцене (около 3–2 млн лет назад). Кроме того, оказалось, что количество видов растений, мигрировавших из Северной Америки, значительно больше местных, которые эволюционировали в пределах Арктики.

В начале позднего миоцена (11 млн лет назад) в Гренландии и на окраинах Евразии была высокая тектоническая активность. Земная кора поднималась, из-за чего речная эрозия меняла поверхность арктической суши. Происходили изменения и в климате. Палеоэкологическая реконструкция показала, что среднегодовая температура в Арктике 13 млн лет назад резко снизилась с 11 до 4°C. В тот же период произошло заметное падение уровня моря. По словам учёных, эти изменения ландшафта и климата, а также колебания уровня моря могли спровоцировать начало развития арктической флоры.

Дальше учёные планируют анализировать взаимосвязь флоры Арктики и Гималаев.

«Мы хотим изучать взаимосвязь флор Арктики и Гималаев. Там сходные условия мест обитания, климата и флоры, есть похожие виды растений. Будем изучать модельные роды, которые содержат разное количество видов, строить филогению и смотреть, как мигрировала и развивалась флора», – отметил Андрей Эрст.