Загадочный мексиканский мангровый лес «застрял во времени» за сотни километров от побережья

Ученые выяснили происхождение таинственного мангрового леса, не имеющего выхода к морю, в самом сердце полуострова Юкатан в Мексике.

Обычно деревья этого вида, известные как красные мангровые заросли или Rhizophora mangle, растут только в соленой воде вдоль тропических береговых линий. Но этот лес расположен недалеко от реки Сан-Педро в штате Табаско, более чем в 200 км от океана. Каким-то образом эти мангровые заросли приспособились жить исключительно в пресноводной среде на юго-востоке Мексики.

Как именно возникла эта экологическая загадка, поставило ученых в тупик. Но теперь международная многопрофильная группа исследователей обнаружила, что эта необычная экосистема начала расти около 125000 лет назад, когда уровень моря был намного выше, а океан покрывал большую часть региона.

«Самая удивительная часть этого исследования заключается в том, что мы смогли изучить экосистему мангровых зарослей, которая находилась в ловушке времени более 100 000 лет», — говорит ведущий автор работы Октавио Абурто-Оропеза, морской эколог из Института океанографии Скриппса при университете Калифорнии. «Это было похоже на создание «затерянного мира», — добавил он.

Как они туда попали?

Исследователи начали изучать систему мангровых зарослей Сан-Педро только недавно, но местные жители знают уникальную экосистему на протяжении жизни нескольких поколений.

«В детстве я ловил здесь рыбу и играл на этих мангровых зарослях, но мы никогда не знали точно, как они туда попали», — говорит соавтор Карлос Бурело, ботаник из Хуаресского автономного университета в Табаско в Мексике, выросший недалеко от леса.

Чтобы выяснить, как эта прибрежная экосистема оказалась на таком большом расстоянии от побережья в чужой среде, исследователи проанализировали ДНК мангровых деревьев, чтобы увидеть, насколько они отличаются от других популяций мангровых зарослей.

«В геномах мангровых зарослей накапливаются мутации в каждом поколении со скоростью примерно одна из каждых 300 миллионов букв генетического кода, который будет передан будущим поколениям», — говорит Ричард Николс, генетик-эволюционист из Лондонского университета королевы Марии. «Подсчитав количество различий между двумя геномами, можно оценить количество поколений с тех пор, как эти два генома имели общего предка».

Это один из самых точных способов определить дату, когда две популяции оказались изолированными. «Если две популяции оказались изолированными друг от друга, самые недавние общие предки из разных популяций должны предшествовать периоду изоляции», — сказал Ричард Николс.

Основываясь на количестве генетических мутаций, накопленных в ДНК мангровых зарослей, ученые определили, что мангровые заросли были изолированы от географически ближайших прибрежных мангровых зарослей в течение примерно 125 000 лет. Поскольку уровень мирового океана был намного выше 125 000 лет назад из-за более высоких температур атмосферы, исследователи подозревают, что этот район когда-то был береговой линией.

Таким образом, мангровые леса, вероятно, пустили корни, когда океан был выше, и сумели выжить после того, как он опустился до современного уровня, оставив прибрежную экосистему в ловушке внутри континента и заставив ее адаптироваться к пресноводным условиям, обеспечиваемым рекой Сан-Педро.

Изменение уровня моря

По данным Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA), глобальный уровень моря многократно повышался и понижался на протяжении всей истории Земли, отчасти из-за незначительных изменений в орбите Земли вокруг Солнца, которые вынуждают нашу планету получать больше или меньше солнечного излучения.

В периоды, когда Земля получает наименьшее количество излучения, известные как ледниковые максимумы или ледниковые периоды, когда ледяные щиты покрывают гораздо большие площади в полярных регионах. Время, когда планета получает наибольшее количество радиации, известное как межледниковый период, температура повышается и ледяные щиты тают, выпуская больше воды в океаны.

По данным NOAA, последний межледниковый период закончился около 120 000 лет назад, что согласуется с теорией исследователей о мангровых лесах и повышении уровня моря.

Однако предыдущие модели не предсказывали, что уровень моря в то время будет достаточно высоким, чтобы покрыть мангровый лес, который в настоящее время находится на высоте 9 метров над уровнем моря.

Район, окружающий лес, расположен настолько низко, что относительно небольшое изменение уровня моря может вызвать драматические последствия внутри суши, поэтому, хотя предыдущие модели лишь слегка недооценивали повышение уровня моря, они сильно недооценивали, какая часть региона была бы затоплена.

Исследователи надеются, что полученные данные помогут предсказать, как на регион может повлиять повышение уровня моря, вызванное изменением климата, в будущем.

Древняя реликвия

Исследователи описали мангровый лес на реке Сан-Педро как «реликт», экосистему, сохранившуюся с более раннего периода времени. Согласно заявлению, выжить удалось не только мангровым зарослям, но и около 100 другим видам, которые процветали в древнем океане или рядом с ним, в том числе рыбам, черепахам и растениям.

«Это открытие является выдающимся», — говорится в заявлении соавтора Фелипе Сапата, генетика из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. «Здесь не только красные мангровые заросли, происхождение которых запечатлено в их ДНК, но и вся прибрежная экосистема лагуны последнего межледниковья нашла здесь убежище».

Исследователи не знают точно, как именно мангровые заросли и живущие среди них виды смогли адаптироваться к пресноводным условиям, но теперь другие ученые смогут использовать их выводы для изучения этих вопросов. «Безусловно, предстоит узнать больше о том, как многие виды в этой экосистеме адаптировались к различным условиям окружающей среды за последние 100 000 лет», — говорят исследователи.

Однако без охранного статуса лес может оказаться в опасности. В 1970-х годах неправильный план развития привел к тому, что значительная часть региона пострадала от вырубки лесов, а мангровым зарослям чудом удалось избежать разрушения. Но лес по-прежнему очень уязвим перед подобной ситуацией в будущем.