چرا برخی از گونه‌های گیاهی فقط در مکان‌های خاصی رشد و شکوفا می‌شوند، در حالی که خویشاوندان نزدیک آن‌ها در سرزمین‌هایی دورریخته ریشه می‌زنند؟ دانشمندان سال‌ها با این معما دست‌وپنجه نرم کرده‌اند تا بفهمند چگونه طبیعت برای گیاهان، مرز و محدوده تعیین می‌کند.
بررسی جهانی نزدیک به ۲۷۰ هزار گونه گیاه بذر‌دار، روشنایی تازه‌ای بر عوامل محیطی و تاریخی‌ای می‌تاباند که تعیین می‌کنند کدام گیاهان کجا می‌توانند رشد کنند و شکوفا شوند.
این پژوهش با رهبری تیمی بین‌المللی انجام شد که داده‌های اقلیمی، شرایط خاک و رویدادهای زمین‌شناختی مربوط به میلیون‌ها سال پیش را مورد بررسی قرار دادند. یکی از این رویدادهای مهم، فروپاشی اَبَرقاره پانگه‌آ بر اثر حرکت صفحات تکتونیکی زمین بود که تغییرات چشمگیری در حیات گیاهی به دنبال داشت.
نقش دکتر لی‌رونگ کای در این پژوهش
نتایج اصلی این تحقیق به تلاش‌های دکتر لی‌رونگ کای از دانشگاه گوتینگن و مرکز آلمانی پژوهش‌های تنوع زیستی (iDiv) بازمی‌گردد که یکی از چهره‌های کلیدی این مطالعه بود.
گیاهان فقط در برخی نقاط رشد می‌کنند
بسیاری از دانشمندان بر این باورند که تنوع زیستی تنها به پخش تصادفی یا مهاجرت‌های گاه‌به‌گاه محدود نمی‌شود.
عوامل اقلیمی، ترکیب خاک و موانع جغرافیایی در محدود کردن گروه‌های گیاهی به مکان‌های خاص، نقش پررنگی دارند. این مکان‌ها در نهایت به زیستگاه‌هایی منحصربه‌فرد برای رشد برخی گونه‌های خاص تبدیل می‌شوند.
نقش درخت‌تبارهای گیاهی در تحلیل علمی
محققان از روش‌هایی همچون ردیابی تبار تکاملی گیاهان در بازه‌های زمانی طولانی نیز استفاده کرده‌اند. این روش به آن‌ها کمک می‌کند بفهمند که چه زمانی گروهی از گیاهان با شرایط جدیدی مواجه شده‌اند یا موفق شده‌اند از مانعی عبور کرده و وارد منطقه‌ای تازه شوند.
تأثیر اقلیم و خاک بر رشد گیاهان
دما و رطوبت: کلیدهای رشد یا محدودیت
دما و میزان رطوبت سال‌هاست که به‌عنوان عوامل اصلی در توزیع گیاهان شناخته شده‌اند.
برخی گونه‌ها نسبت به سرما، خشکی یا رطوبت شدید، مقاومت بیشتری دارند. همین ویژگی‌ها می‌تواند زمینه را برای رشد بیشتر یا محدود شدن گیاهان به نواحی خاص فراهم کند.
سازگاری یا نابودی در برابر تغییرات محیطی
تغییر در شرایط زیستگاه، ممکن است برخی تبارهای گیاهی را به سوی سازگاری تدریجی سوق دهد. در مقابل، برخی گونه‌ها از پس این تغییرات برنمی‌آیند و از بین می‌روند. این موضوع گواهی است بر اهمیت تعیین‌کننده محیط در زنده ماندن گیاهان.
چه چیزی مانع گسترش گیاهان می‌شود؟
موانع فیزیکی و طبیعی
ساختارهای طبیعی مانند کوه‌ها، بیابان‌ها و اقیانوس‌های پهناور، در مراحل مختلف، مانع گسترش گونه‌های گیاهی می‌شوند.
گیاهان جوان‌تر اغلب در این مسیر گیر می‌افتند، در حالی که گیاهان کهن‌تر زمان بیشتری برای رشد و غلبه بر این موانع داشته‌اند.
برتری گیاهان کهن‌تر
گیاهان قدیمی‌تر معمولاً با شرایط سخت آب‌وهوایی و خاکی بیشتر خو گرفته‌اند. این آشنایی با محیط، یک مزیت برای آن‌ها محسوب می‌شود که باعث می‌شود در برابر محدودیت‌های طبیعی گیر نیفتند و بتوانند به رشد خود ادامه دهند.
دکتر کای می‌گوید: «این یافته‌ها یک فرآیند بنیادی در طبیعت را فاش می‌کند. اگر زمان کافی در اختیار داشته باشند، گیاهان می‌توانند بر موانع جغرافیایی و فاصله‌های طولانی غلبه کنند؛ اما معمولاً در برابر محیط‌هایی که با آن روبه‌رو می‌شوند، محدود باقی می‌مانند.»
تأثیر جابه‌جایی قاره‌ها بر مسیر گیاهان
بین ۲۰ تا ۵۰ میلیون سال پیش، قاره‌ها جابه‌جا شده و به موقعیت‌های جدیدی رسیدند. این جابه‌جایی‌ها، مسیرهایی را باز یا بسته کردند که در گسترش گیاهان مؤثر بودند.
این تغییرات، تأثیر متوسطی بر پراکندگی طولانی‌مدت گیاهان داشتند، اما در همان بازه زمانی، شدت بیشتری پیدا کردند.
برخی گروه‌های گیاهی موفق شدند از طریق خشکی‌های تازه متصل شده جابه‌جا شوند، در حالی که برخی دیگر در محل اولیه خود باقی ماندند.
امروزه نیز آثار این جابه‌جایی‌های قدیمی در الگوهای پراکندگی گیاهان قابل مشاهده است.
گیاهان باستانی بیشتر پراکنده شده‌اند
شواهد ژنتیکی تأیید می‌کند که موانع طبیعی، در کوتاه‌مدت همچنان سد محکمی برای گسترش گیاهان هستند؛ بااین‌حال، تبارهای باستانی موفق شده‌اند در طول زمان این موانع را پشت سر بگذارند.
موانع اقلیمی و دریایی
فاصله‌های اقیانوسی و اقلیم‌های خشن، همچنان سرعت یا امکان جابه‌جایی گیاهان را کاهش می‌دهند. متأسفانه برخی گیاهان نمی‌توانند در محیط‌هایی خاص زنده بمانند یا پراکنده شوند.
در نتیجه، فیلترهای محیطی همچنان یکی از عوامل اصلی تعیین محل رشد گیاهان هستند. اگر دما یا رطوبت از محدوده تحمل یک گونه فراتر رود، گیاه حاضر به رشد در آن منطقه نخواهد بود؛ حتی اگر میلیون‌ها سال قدمت داشته باشد.
جهت‌گیری‌های آینده در پژوهش گیاه‌شناسی
اکولوژیست‌ها بر این باورند که ادغام بازسازی‌های زمین‌شناختی دقیق‌تر با داده‌های امروزی گونه‌های گیاهی، می‌تواند افق‌های جدیدی را روشن کند.
درس‌هایی از عصر یخبندان
نوسانات اقلیمی، مانند آنچه در عصرهای یخبندان رخ داد، می‌تواند سرنخ‌هایی درباره سرعت واکنش گونه‌ها به تغییرات محیطی در اختیار دانشمندان قرار دهد.
درک گسترده‌تر از این روندها ممکن است الهام‌بخش تلاش‌هایی برای حفاظت از زیستگاه‌های شکننده باشد. چرا که برخی مناطق همچنان در معرض خطر بالای انقراض گیاهی قرار دارند؛ به‌ویژه اگر تغییرات سریع‌تر از توان رشد یا تطبیق گونه‌ها رخ دهد.
این مطالعه در مجله Nature Ecology & Evolution منتشر شده است.
