Кактусы оказались одними из самых быстро эволюционирующих растений на Земле

Новое исследование показывает, что кактусы удивительно быстро образуют новые виды, несмотря на свою репутацию медленно растущих растений. Секрет кроется не в размере цветка, а в том, как быстро меняется их форма с течением времени. Credit: Shutterstock

Кактусы известны своим медленным ростом, но ученые обнаружили, что эти пустынные растения на самом деле эволюционируют с впечатляющей скоростью. Новое исследование показывает, что кактусы удивительно быстро образуют совершенно новые виды, раскрывая, что пустыни гораздо более динамичны, чем может показаться.

На протяжении десятилетий биологи считали, что опылители и узкоспециализированные цветы являются главными движущими силами развития новых видов растений. Однако исследователи из Университета Рединга обнаружили, что кактусы следуют иной схеме. Вместо размера цветка или типа опылителя, ключевым фактором, по-видимому, является то, насколько быстро меняется форма цветков кактуса с течением времени.

Команда исследователей проанализировала данные о длине цветков более чем 750 видов кактусов. Размеры цветков варьировались колоссально: от крошечных соцветий размером всего 2 мм до гигантских цветков, достигающих 37 см, что представляет собой 185-кратную разницу в размерах.

Несмотря на столь огромные различия, длина цветка почти не коррелировала с тем, как быстро появлялись новые виды кактусов. То, что действительно выделялось, так это скорость эволюции цветка. Виды кактусов, чьи цветы меняли форму наиболее быстро, также с гораздо большей вероятностью разделялись на новые виды. Исследователи обнаружили эту закономерность как в недавней, так и в древней эволюционной истории.

Результаты, опубликованные в журнале Biology Letters, бросают вызов идеям, восходящим к Чарльзу Дарвину. Работа Дарвина над орхидеями предполагала, что высокоспециализированные структуры цветов играют важную роль в формировании новых видов.

Джейми Томпсон, ведущий автор исследования из Университета Рединга, сказал: «Люди могут думать о кактусах как о выносливых, медленно растущих растениях, но наше исследование показывает, что семейство кактусов является одной из самых быстро эволюционирующих групп растений на Земле. Знание того, как быстро эволюционируют кактусы, показывает, что пустыни, часто воспринимаемые как суровые и неизменные, на самом деле являются очагами быстрых естественных изменений».

«Мы ожидали, что кактусы с более длинными и специализированными цветами будут создавать больше всего новых видов. Вместо этого размер цветка не имел почти никакого значения. Важно то, как быстро меняется форма цветов. Кактусы, чьи цветы быстро эволюционируют, гораздо чаще разделяются на новые виды, чем те, чьи цветы остаются неизменными, какими бы сложными они ни были».

«Этот результат имеет реальное значение для сохранения природы. Поскольку эволюция цветов помогала создавать виды кактусов на протяжении миллионов лет, темпы эволюции должны стать частью природоохранных усилий. Хотя способность быстро эволюционировать не гарантирует устойчивости, особенно в условиях, когда планета меняется быстрее, чем большинство кактусов может поспевать, это может помочь предсказать, какие виды нуждаются в наибольшей помощи. Вместо поиска единственного признака, предсказывающего, какие кактусы находятся в наибольшей опасности, защитникам природы, возможно, придется смотреть на то, как быстро эволюционирует вид».

Кактусы насчитывают около 1850 известных видов и входят в число наиболее быстро диверсифицирующихся групп растений на Земле. За последние 20–35 миллионов лет они широко распространились по всей Америке.

Исследование также опиралось на недавно разработанную базу данных с открытым доступом под названием CactEcoDB. Созданная Джейми Томпсоном и десятью соавторами с трех континентов, включая шесть исследователей из Университета Рединга, база данных объединяет семь лет исследований признаков кактусов, их среды обитания и эволюционных взаимосвязей.

Этот ресурс был опубликован в журнале Nature Scientific Data и, как ожидается, поможет ученым лучше понять биоразнообразие кактусов и проблемы их сохранения. Учитывая, что в настоящее время почти одна треть видов кактусов находится под угрозой исчезновения, исследователи говорят, что база данных станет важным инструментом для изучения того, как эти растения могут реагировать на изменение климата в будущем.

Источники:

Материалы предоставлены Университетом Рединга.

Jamie B. Thompson, Chris Venditti. Faster speciating cacti have faster evolving flowers. Biology Letters, 2026; 22 (3) DOI: 10.1098/rsbl.2025.0834