Inblandningsproportioner för A. artemisiifolia-populationer. NGSadmix-körningen av en gemensam analys inklusive alla prover med högst sannolikhet för K =9 användes för plottning. Samma färgschema användes för alla paneler. (A, B, E och F) Inblandningskartor. Prover inom 100 km grupperades tillsammans och den genomsnittliga härkomsten över dessa grupper plottades. Om prover grupperades tillsammans, plottades härkomstvärden vid gruppens tyngdpunkt. (C, D, G och H) Blandningsbarplotter. Varje stapel representerar en individ. Proverna är grupperade på basis av deras geografi:W, West; M, Mellanöstern; E, öst; S, söder; O, annat. (A) Historiskt Nordamerika. (B) Historiskt Europa. (C) Historiskt Nordamerika. (D) Historiskt Europa. (E) Moderna Nordamerika. (F) Det moderna Europa. (G) Moderna Nordamerika. (H) Det moderna Europa. Kredit:Science Advances (2022). DOI:10.1126/sciadv.abo5115
Invasiva arter driver på den globala biologiska mångfaldskrisen och vissa, såsom ambrosia, skadar till och med vår hälsa.
Hittills har forskare inte kunnat avgöra vad som gör just denna invasiva art så framgångsrik.
Men en studie publicerad idag i Science Advances beskriver genomik av växtinvasion och belyser varför ambrosia (Ambrosia artemisiifolia) är en så kraftfull fiende.
Forskare genererade den största samlingen av historiska växtgenomsekvenser hittills, representerande prover från två kontinenter och från över 190 år sedan i en av världens värsta växtinkräktare, vanlig ambrosia.
En medförfattare till den internationella studien, Dr Kathryn Hodgins från Monash University School of Biological Sciences sa att studien är unik eftersom forskargruppen undersökte mikrobiella samhällens inflytande på framgången för invasiva växter genom att spåra DNA från både mikrober och växter över aldrig tidigare skådade rumsliga och tidsmässiga skalor.
"Vi valde att fokusera på ragweed eftersom det är ett utomordentligt framgångsrikt, skadligt ogräs som är hemma i Nordamerika med en 200-årig historia av globala introduktioner," sa Dr. Hodgins.
"Den rankas som den 12:e sämsta exotiska växten i Europa och orsakar allt mer negativa ekonomiska och folkhälsoeffekter på grund av dess produktiva produktion av mycket allergiframkallande, vindburet pollen," sa hon.
"Denna studie har gett insikt i de genetiska förändringarna som har gjort det möjligt för ambrosia att bli ett stort skadedjur i Europa idag.
"Arten finns också i Australien och vi tittar nu på de genetiska förändringarna som har gjort det möjligt för den att överleva här och om vi bör vara oroliga för hur den kommer att utvecklas i framtiden med klimatförändringarna."
Vanlig ambrosia är infödd i det tempererade Nordamerika men introducerades till Europa på 1800-talet genom importerade frön och kontaminerat hästfoder. De senaste åren har sett dess expansion över hela kontinenten. En viktig källa till introduktion är kontaminerat fågelfoder.
Många främmande organismer dör innan de orsakar skada eftersom de inte kan anpassa sig till nya omgivningar, varför trivs ambrosia? Svaret finns i DNA:t.
Forskargruppen analyserade 655 ragweed-exemplar, varav 308 var från herbaria. Vissa var 190 år gamla och från när växten först introducerades i Europa. Detta gjorde det möjligt för forskare att spåra ragweeds utveckling i Europa. Denna information hjälpte dem att förstå dagens enorma spridning.
"Vi upptäckte att när ambrosia väl kom till Europa, utvecklades generna som var involverade i att försvara sig mot fiender mest, vilket hjälpte växten att blomstra", säger Dr Hodgins. "Bakterierna som infekterade växterna förändrades också. Ambrosias flykt från sjukdomsframkallande patogener som finns i Nordamerika kan hjälpa till att förklara dess extraordinära framgång i Europa."
"Vår studie visar att flera faktorer underlättade ragweeds invasionsframgång. Detta är sannolikt också fallet för andra invasiva arter." + Utforska vidare
