В новой статье, опубликованной сегодня в журнале Frontiers in Plant Science, излагается новое ботаническое открытие в роду Victoria, знаменитом роде гигантских кувшинок, названном в честь британской королевы Виктории в 1852 году. До сих пор было известно только два известных вида гигантских кувшинок. , новый вид делает их тремя. Образцы нового вида, Victoria boliviana, находятся в гербарии Кью уже 177 лет, а в Национальном гербарии Боливии — 34 года. В то время обычно считалось, что это Виктория амазонская.
Однако после многих лет исследований группа, возглавляемая садоводом-исследователем Кью Карлосом Магдаленой, внештатным художником-ботаником из Кью Люси Смит и исследователем геномики биоразнообразия Натальей Прзеломской, вместе с партнерами из Национального гербария Боливии, ботанического сада Санта-Крус-де-ла-Сьерра. и La Rinconada Gardens, наконец, смогли подтвердить, что это новый научный вид, используя новые данные и свой уникальный опыт.
Авторы статьи решили назвать вид в честь боливийских партнеров и южноамериканского дома кувшинки, где она растет в водных экосистемах Льянос-де-Моксос. V. boliviana с цветками, которые меняют цвет с белого на розовый и с колючими черешками, в настоящее время является самой большой кувшинкой в мире, а ее листья в дикой природе достигают 3 метров в ширину. Текущий рекорд для самых крупных видов принадлежит садам Ла Ринконада в Боливии, где листья достигают 3,2 метра.
Ботанический вызов
Виды рода Victoria плохо охарактеризованы на протяжении десятилетий. Этот пробел в знаниях связан с отсутствием «типовых образцов» (образцов исходного растения, используемых для формального описания вида) в глобальных коллекциях растений — это в основном связано с тем, что гигантские кувшинки трудно собирать в дикой природе. В 1832 году V. amazonica был первым видом, названным в этом роде, но не было данных, позволяющих проводить сравнения с любыми новыми видами, обнаруженными с тех пор, — фактор, который привел к первоначальной неправильной идентификации этой новой кувшинки.
С целью улучшения знаний о Виктории авторы статьи собрали всю существующую информацию из исторических записей, садоводства и географии, а также собрали набор данных о характеристиках видов с использованием гражданской науки (приложение iNaturalist и сообщения в социальных сетях, помечающие Викторию и гигантские кувшинки). и образцы из гербариев и живых коллекций по всему миру.
Ученые Наталья Прзеломска и Оскар А. Перес-Эскобар из Кью также проанализировали ДНК V. boliviana и обнаружили, что она генетически сильно отличается от двух других видов. Собранные данные подтвердили подозрения авторов: на самом деле в этом культовом роде есть три вида: V. amazonica, V. cruziana и V. boliviana. Их результаты показывают, что новый вид наиболее тесно связан с V. cruziana и что они разошлись около миллиона лет назад. Наталья говорит: «Перед лицом быстрой потери биоразнообразия описание новых видов является задачей фундаментальной важности; мы надеемся, что наша междисциплинарная структура может вдохновить других исследователей, которые ищут подходы к быстрому и надежному выявлению новых видов».
Доктор Алекс Монро, руководитель группы по исследованиям в Северной и Южной Америке в RBG Kew и старший автор статьи, говорит: «Получение новых данных по Виктории и идентификация нового вида в этом роде — невероятное достижение в ботанике — правильное определение и документирование разнообразия растений. имеет решающее значение для его защиты и устойчивой выгоды от него Этот документ был особенным для работы, потому что он объединяет опыт из самых разных областей — садоводства, науки и ботанического искусства, и предполагал работу в тесном сотрудничестве с наши боливийские партнеры.Виктория занимает особое место в истории Кью, будучи одной из причин, по которой Кью был спасен от закрытия в 1830-х годах.Сыграть роль в расширении знаний об этих великолепных и знаковых растениях, добавил резонанс для Кью партнеры».
Догадка экспертов по кувшинкам
Магдалена, мировой эксперт по водяным лилиям, в течение многих лет подозревала, что в роду Виктория существует третий вид, и начала наводить справки в садах Боливии. В 2016 году боливийские учреждения Ботанический сад Санта-Крус-де-ла-Сьерра и Сады Ла-Ринконада пожертвовали коллекцию семян гигантских кувшинок предполагаемого третьего вида. Когда Карлос проращивал и выращивал семена в Кью, наблюдая, как кувшинка растет бок о бок с двумя другими видами Виктории, он сразу понял, что что-то изменилось. В 2019 году он посетил Боливию, чтобы лично увидеть кувшинку в дикой природе, и был поражен.
Он говорит: «С тех пор, как я впервые увидел изображение этого растения в Интернете в 2006 году, я был убежден, что это новый вид. Садоводы хорошо знают свои растения; мы часто можем узнать их с первого взгляда. Мне было ясно, что это растение не совсем соответствовало описанию ни одного из известных видов виктории, и поэтому оно должно было быть третьим.В течение почти двух десятилетий я тщательно изучал в Интернете каждую фотографию диких кувшинок Виктории, роскошь, которую ботаник из 18-го, 19-го и большей части 20-го века не было.Меня еще портит то, что здесь, в Кью, мы можем выращивать все виды вместе рядом и в одинаковых условиях, что исключает изменение формы и цвета из-за условий окружающей среды.В дикой природе Виктория растет на обширной территории, и это сравнение невозможно.Я так многому научился в процессе официального присвоения названия этому новому виду, и это стало самым большим достижением за всю мою 20-летнюю карьеру в Кью».
Ночное наблюдение ботанических художников
Пока Магдалена выращивала и исследовала новые виды в Кью, Люси Смит, одна из группы высококвалифицированных художников-фрилансеров-ботаников Кью, уже работала над проектом по созданию современных научных иллюстраций двух известных видов Виктории. предпринимались попытки с тех пор, как художник из Кью Уолтер Худ Фитч проиллюстрировал его в 1847 и 1851 годах.
Поскольку цветы гигантских кувшинок открываются только ночью, Люси совершала множество ночных бдений в оранжереях, чтобы поймать цветы для рисования и рисования. Когда штормовым вечером в июле 2018 года раскрылись первые цветы V. boliviana, она разделила подозрения Карлоса в том, что это уникальное растение, и быстро приступила к описанию этих различий с помощью иллюстраций. Что особенно привлекло ее внимание, так это сходство между этим новым растением и тем, которое Fitch выделило из экземпляра, собранного в Боливии в 1845 году, и на самом деле это оказалось то же самое растение, неизвестное Fitch как новый вид в то время.
Люси говорит: «Для меня подтверждение и описание этого нового вида объединяет нити, связывающие мою работу современного художника-ботаника с работой Уолтера Худа Фитча из Кью. Моя работа в качестве художника-ботаника для Кью научила меня определять и изобразить различия между видами растений. Я был рад сделать еще один шаг вперед, не только проиллюстрировав существующие и новые виды, но и будучи ведущим автором статьи. Я надеюсь, что иллюстрации помогут другим идентифицировать все три вида растений. гигантские кувшинки Виктория на долгие годы».
Образец из Боливии, собранный в 1988 году — в то время неизвестно, является ли он новым видом.
Доктор Стефан Г. Бек, почетный профессор, исследователь Национального гербария Боливии, сотрудничал с командой Кью, чтобы официально описать этот новый вид. Стефан случайно собрал типовой образец кувшинки в 1988 году, думая, что это Виктория крузиана — его образец превосходит образец Кью 1845 года, поскольку он содержит больше данных и дает больше информации о видах.
Он говорит: «Когда в 1984 году родился Национальный гербарий Боливии, было очень мало научных коллекций по Боливии и много мест для изучения, но я сосредоточил свой интерес на области в Льянос-де-Моксос. В течение нескольких лет у меня была возможность собирал водные растения в затопленных районах реки Якума и, очевидно, очень хотел увидеть «Рейну Викторию», о которой мне рассказывали местные жители. Однако мне потребовались годы, чтобы найти это потрясающее растение. Наконец, в марте 1988 года, после плавания более двух часов вверх по реке Якума в поисках притоков с несколькими огромными листьями и несколькими цветами, я собрал и сохранил их в Национальном гербарии Боливии, который оказался образцом Виктории Боливианской, ныне типовым образцом.Это была отличная находка и тот, кого я всегда буду помнить».
Секреты ДНК
Другим поразительным результатом, полученным благодаря анализу ДНК нового вида и двух других видов Виктории, стало время происхождения этого нового вида и его родство. Результаты показывают, что новый вид, V. boliviana, наиболее тесно связан с V. cruziana и что эти два родственных вида разошлись около миллиона лет назад.
Наталья Прзеломска, руководившая геномной частью исследования, говорит: «Анализ ДНК гигантских кувшинок столкнулся с некоторыми интересными проблемами — большая часть материала, с которым я работала в лаборатории, состояла из слегка приготовленных фрагментов листьев кувшинок (будучи мясистыми, они трудно высушить и сделать из них гербарные образцы), также покрытые колючками. После того, как мы создали последовательности ДНК, нашей следующей задачей стал анализ этих данных, учитывая, что геном Виктории до сих пор плохо изучен и больше, чем это любой другой кувшинки (как мы знаем из предыдущей работы наших соавторов по V. amazonica и V. cruziana).Как исследователю, страстно увлеченному междисциплинарной работой, было очень полезно сыграть роль в связывании этих линий доказательств, чтобы прийти к надежному, совместному заключению.В условиях быстрой утраты биоразнообразия описание новых видов является задачей первостепенной важности, и мы надеемся, что наша работа вдохновит других на опробование новых подходов к быстрому выявлению видов.новые виды ».
Доктор Оскар А. Перес-Эскобар, руководитель исследовательского центра RBG Kew, говорит: «Понимание скорости, с которой виды растений возникают и исчезают, имеет решающее значение для определения времени формирования и поддержания различных мировых флор. Чтобы обнаружить с помощью ДНК, что группа растений, которая имеет так мало видов и, как считается, возникла в середине палеогена (~ 40 миллионов лет назад), но до сих пор видоизменяется 1 миллион лет назад, это замечательно!В истории жизни Виктории есть много аспектов, которые мы еще не ответили, и наше исследование обеспечивает основу для будущих исследований, направленных на выяснение того, что движет видообразованием в этом замечательном роде растений».
Теги: вода, растения
