I den första studien för att förutsäga om olika populationer av samma växtarter kan anpassa sig till klimatförändringar, forskare från Max Planck -institutet för utvecklingsbiologi finner att de centraleuropeiska först dör.

Forskarna fokuserade på senapkrasse som växer över hela Europa, Asien och nordvästra Afrika. Förvånande, Skandinaviska växter klarar av extrem torka såväl som från från Medelhavsländerna. Detta kan bero på att vatten i den skandinaviska jorden fryser i många månader, gör det otillgängligt för växter och effektivt skapar torka.

Forskarna planterade senapkrasselfrön som samlats in från över tvåhundra platser lika olika som Nordafrika, Spanien, Centraleuropa och norra Sverige. Efter att de hade grott under optimala förhållanden, växterna utmanades med svår torka, och deras förmåga att överleva denna stress registrerades. Med hjälp av storskalig genom-sekvensinformation, specifika genetiska varianter kan kopplas till växternas förmåga att överleva längre. Kombinerat med klimatprognoser från mellanstatliga panelen om klimatförändringar, laget kunde sedan generera kartor som visar platsen för genetiska varianter som är nyckeln till artens framtida överlevnad.

"Jag blev chockad över att röra jorden i krukorna med växter från norra Sverige och Spanien, tycker att det är helt torrt och sprött, medan plantorna överlevde med rika, gröna löv, "säger huvudförfattaren Moises Exposito-Alonso från Max Planck Institute for Developmental Biology." Jag reste till Sverige, där jag såg växter överleva på samma sätt i sin naturliga miljö. Det påminde mig om att se senapskarssan trivas i den trasiga leran på uttorkade flodbäddar där jag växte upp i Spanien. Många botaniker och även andra tycker att senapkrasse är växtbiologers labråtta, men vad få inser är att den lever i extrema miljöer, gör den idealisk för att studera anpassning till klimatförändringar, " han säger.

Under de närmaste 50 till 100 åren, extrema torkahändelser förutspås bli mer och mer utbredda. Detta är en av de mest utmanande konsekvenserna av global uppvärmning för växter och djur. En stadig temperaturökning är redan på gång, men denna och andra studier visar att minskad nederbörd, som påverkar både växter och människor på ett mindre linjärt sätt, sannolikt kommer att få en ännu större effekt på överlevnaden. År 2070, Centraleuropa kommer sannolikt att ha mycket mindre nederbörd än idag. Den nya forskningen visar att växter i denna region inte har de genvarianter som behövs för att anpassa sig.

Tidigare förutsägelser för fördelning av växter eller djur som svar på klimatförändringar har i stort sett ignorerat det faktum att det ofta finns en enorm mängd genetisk variation hos en art. För första gången, forskare har använt kunskap om den geografiska fördelningen av genetisk variation för att kartlägga artens förmåga att anpassa sig genom naturligt urval. "Eftersom jorden för närvarande upplever dramatiska klimatförändringar, det är av kritiskt intresse att förstå hur arter kommer att reagera på det, "säger Detlef Weigel, som övervakade studien med Hernán Burbano. "En arts chans att stå emot global uppvärmning beror sannolikt på dess mångfald, särskilt om det redan idag har individer anpassat sig till extrema förhållanden, "tillade Burbano.

Resultaten som rapporterats av Max Planck Institute kan hjälpa till att rädda växt- och djurarter med akuta bevarandebehov. Om populationer med genetiska varianter som stöder torktillpassning kan hittas, de skulle kunna flyttas till områden där sådana anpassningar är mest nödvändiga. Sådana introducerade individer skulle då kraftigt förbättra den lokala genpoolen. Samma tillvägagångssätt skulle kunna användas för att minska en överensstämmelse mellan grödor och deras miljö, hjälper till att förbättra grödornas prestanda.