10.1: Рідні рослини
- Page ID
- 4022
Гаваї - це особливе місце з дивовижними екосистемами, такими як альпійські пустелі, лінії узбережжя океану, сухі чагарники та тропічні ліси. Дізнатися більше про рослини та різні середовища, присутні на островах, може покращити наші стосунки з природою та нашу роль у стійкості островів. Люди мають міцні зв'язки з рослинами і тваринами. Ми залежимо від них у їжі та медицині, і вони використовуються в культурних практиках, історіях та системах переконань. Чудовий спосіб познайомитися з місцем, де ми живемо, - це знати місцеві назви рослин та їх історії. Як вони сюди потрапили? Хто або що їх привів? Яке їх значення?
Прогулюючись де-небудь на Гавайських островах, ми можемо опинитися в оточенні великої різноманітності рослин. Однак не всі рослини, які в даний час населяють Гаваї, є рідними для Гаваїв, кожна рослина, яку ви знайдете, має іншу історію: деякі розвивалися тут; деякі зустрічаються в інших місцях планети, але прибули на Гаваї без будь-якої допомоги людини, а інші були привезені людьми.
Вид вважається місцевим, коли він природним чином населяє регіон і потрапив туди без будь-якої допомоги людини. Місцеві рослини діляться на дві категорії: ендемічні і корінні. Ендемічні рослини - це рослини, які природним шляхом зустрічаються лише в певній місцевості і ніде більше у світі. Ці терміни використовуються в будь-якій точці земної кулі. Наприклад, рослина, яке є ендеміком Китаю, природно росте тільки в Китаї. Прикладом гавайської ендемічної рослини є koki'o 'ula (Hibiscus clayi), яка природним чином не зустрічається ніде, крім Гавайських, Корінні рослини є рідними рослинами, які можна знайти в певній місцевості, а також в інших місцях. Наприклад, наупака кахакай (Scaevola taccada) - рослина, яка природним чином росте на Гаваях, але також росте і на інших тихоокеанських островах (рис.\(\PageIndex{1}\)).
Гаваї налічує 1606 видів місцевих рослин, розділених наступним чином:
- 421 несудинні рослини (Скоби та Імада, 2006; Скоби та співавт., 2004)
- 146 папоротей та 15 лікофітів (Ранкер та співавт., 2019)
- 1 039 покритонасінні (Ціна та ін. , 2018).
Флора Гаваїв дуже унікальна порівняно з іншими частинами світу, причому 88% цих видів є ендеміками Гавайських островів.
Як рослини спочатку потрапили на Гаваї?
Гавайський архіпелаг - одне з найбільш ізольованих місць на Землі. Він розташований в 3700 км (2300 миль) від узбережжя Сполучених Штатів і 5 863 км (3643 миль) від Азії. Рослини на Гаваях еволюціонували ізольовано від людей та інших впливів протягом 47 мільйонів років (Gustafson et al. , 2014 р.). Ця довга історія ізоляції в поєднанні з багатьма різноманітними середовищами на островах породила велику різноманітність ендемічних видів, що розвиваються з оригінальних рослин, які прибули на архіпелаг.
Гавайський архіпелаг був створений вулканічною діяльністю. Стабільна гаряча точка під дном океану випускає магму, тоді як Тихоокеанська плита рухається на північний захід над нею. Це створює підводні гори, які з часом розбивають поверхню і стають островами. Коли тарілка віддаляється від гарячої точки, гаряча точка починає створювати ще один острів під океаном. Ось чому острови далеко від гарячої точки, таких як Кауаї, О'аху та Мауї, більше не мають діючих вулканів, тоді як вулкани Гаваї все ще активні, а ті, що віддалені від гарячої точки, менші через ерозію колись масивних островів вулканів. Гаряча точка вже почала створювати новий острів під назвою Lōihi, на схід від острова Гаваї, який все ще занурений (Рисунок\(\PageIndex{2}\)). Деякі практикуючі культури називають цей острів Камаеху («червонуватий дитина»).
Коли перші рослини прибули на Гавайські острови мільйони років тому, вони зіткнулися з землею, позбавленою рослинності. Ці прибуття рослин були рідкісними; для квітучих рослин (покритонасінні), за підрахунками, було лише 259 колонізаційних подій. Ці оригінальні події 259 породили 1,039 видів, які ми маємо сьогодні (Price et al. , 2018). Ці види спочатку прибули на Гаваї, що переносяться вітром, водою та крилами (птахами).
Вітер (1.4%)
Транспортування пасатами і штормами відповідає за прибуття найменшого відсотка родових видів. Це, мабуть, тому, що насіння або спори повинні бути достатньо легкими, щоб переноситися повітрям, і повинні мати можливість пережити дуже холодні температури у верхній атмосфері. Наприклад, Metrosideros polymorpha, насіння, ймовірно, прибули на Гаваї, перенесені вітром, як вони маленькі і легкі.
Вода (17%)
Рослини також прибули на Гаваї прикріплені до грудок грунту і деревини (рафтинг) або плаваючи в океані (океанічний дрейф). Для цього їх насіння повинні були спливати і мати можливість пережити тривалий вплив солоної води. Одним із прикладів є naupaka kahakai (Scaevola taccada), який природним чином зустрічається в прибережних середовищах і має плоди, які плавають у морській воді.
Крила (83%)
Найвдалішим способом для рослин дістатися до Гавайського архіпелагу було зловити прогулянку з птахом. Липкі плоди та насіння могли прикріпитися до пташиного пір'я або навіть до ніг птиці за допомогою якогось бруду. Насіння та фрукти також можуть бути з'їдені птахами в іншому місці і опинитися на Гаваях після проходження через травну систему птиці.
Звідки з'явилися ранні рослини?
Є люди, яким дуже цікаво з'ясувати, звідки взялися рослини, що породили гавайську флору. Рослинні колоністи прибули з різних куточків земної кулі (рис.\(\PageIndex{3}\)).
Деякі рослини прибули безпосередньо зі своїх рідних регіонів, а інші «острів стрибав», прибувши на інші тихоокеанські острови, а потім врешті-решт отримати ще одну поїздку на Гаваї Деякі з цих рослин (30%) є рідними для більш ніж одного регіону і тому класифікуються як «широко поширені». Нижче наведені описи для кожного регіону, а також відсотки для колоністів рослин, які прибули на Гаваї з кожного джерела:
Австралазійська (10,8%)
Цей регіон включає Австралію та Нову Зеландію, яка знаходиться в 6,832 км (4,245 миль) від Гаваї.
Індо-малайська (12%)
Цей регіон включає тропічні райони Південної і Південно-Східної Азії. Він охоплює Малайський архіпелаг, Нова Гвінея та прилеглі острови. Цей регіон знаходиться за 5,841 км (3,629 миль) від міста Hawai'i.
Східна Азія (3,9%)
Цей регіон включає нетропічні райони Азії. Цей регіон знаходиться за 5,863 км (3,643 миль) від міста Hawai'i.
Неотропічний (13,1%)
Цей регіон включає тропічні регіони Мексики, а також Центральну і Південну Америку. Цей регіон знаходиться за 4,648 км (2,888 миль) від міста Hawai'i.
Північноамериканський (11,6%)
Цей регіон включає в себе нетропічні райони Північної Америки. Цей регіон розташовується в регіоні, де є 3,631 км (2,256 миль) від міста Hawai'i.
Широко поширений (30,1%)
Якщо вид колоністів походить з більш ніж одного з перерахованих вище регіонів, то він потрапляє в цю категорію.
Невідомий (18.5%)
Великий відсоток рослин має невідоме походження і потрапляє в цю категорію.
Тихоокеанський
Ця область включає острови Фіджі 4,715 км (2930 миль), Острови Товариства 3,937 км (2446 миль) та Маркізи 3 398 км (2,111 миль). Ця місцевість служить сходинками для острівних стрибкових видів. Рослини можуть прибути на один з цих островів з одного з регіонів, включених вище, і врешті-решт прибути на Гаваї одним із методів розгону (ймовірно, птахами або океанічними течіями).
Як ранні рослини колонізували Гаваї?
Окрім того, що деякі характеристики, обговорювані вище, які допомогли рослинам дістатися до Гаваїв, їм також потрібні риси, які колись тут дозволили їм селитися, конкурувати, розмножуватися та процвітати в новому середовищі. Ці рослини часто називають «ранніми колоністами», оскільки вони були першими, хто прибув. Деякі з характеристик ранніх колоністів мали самозапилення, швидке зростання та пристосування до прибережних середовищ. Рослини, які змогли самостійно запилюватися, мали явну перевагу, оскільки шанс знайти ще одну рослину того ж виду в одному і тому ж місці одночасно для перехресного запилення був досить малий. Рослини, які змогли виробляти насіння без необхідності запилювати іншою рослиною того ж виду, були на крок попереду в грі.
Швидкозростаючі рослини часто вважаються «бур'янами», оскільки вони можуть швидко рости і в умовах, які не дуже специфічні або ідеальні. Наприклад, вони будуть рости на піщаних грунтах без великої кількості поживних речовин. Для рослин, що прибувають на Гаваї, однорічні (живуть лише один рік) або можливість відносно швидко завершити свої життєві цикли, було хорошим способом швидше встановити нові популяції.
Нарешті, рослини, які були адаптовані до прибережних середовищ (рис.\(\PageIndex{4}\)), часто мали перевагу. Оскільки найбільший відсоток рослин прибув на Гаваї з птахами, багато з яких морські птахи, їм довелося рости біля узбережжя, де морські птахи проводять більшу частину свого часу, і, отже, швидше за все, здають насіння, які вони ненавмисно перенесли. Спочатку кожен з Гавайських островів був безплідним з дуже малою рослинністю або зовсім без неї. Зрештою деякі з цих рослин змогли рухатися вглиб країни, але спочатку їм довелося виживати в цих прибережних умовах. Прикладом рослини, яка спочатку прибула в прибережне середовище і зробила її на більш високі висоти, є naupaka kahakai/beach naupaka (Scaevola taccada), який є корінним видом. Цей вид також є рідним для декількох тихоокеанських островів. Існує ще один вид наукаки, naupaka kuahiwi/гірська наупака (Scaevola gaudichaudiana), який росте у вологому лісі вищих висот. Цей вид є ендеміком на Гаваях. Ймовірно, він походить від naupaka kahakai через видоутворення (процес, в якому популяції виду розщеплюються і стають новими видами).
Деякі рослини не прибули на прибережні райони, але, ймовірно, були відкладені птахами безпосередньо на високих висотах. Наприклад, гавайська малина, 'ākala (Rubus hawaiensis; рис.\(\PageIndex{5}\)), ймовірно, прибула на Гаваї з Північної Америки в травний тракт птахів (Carlquist 1974; Morden et al., 2003).
Опинившись на Гаваях, ці ранні колоністи рослин диверсифікувалися, оскільки зіткнулися з новими та різними середовищами. Врешті-решт вони розійшлися з прибережних районів і рухалися вглиб до гір, стали ізольованими від своїх початкових популяцій і часто еволюціонували в нові види. Приблизно 88% місцевих гавайських рослин є ендеміками, всі вони походять від тих ранніх колонізаторів, які змогли прибути, вижити та створити тут популяцію. Наприклад, один вид колоністів у групі Lobeliad (сімейство Campanulaceae, рис.\(\PageIndex{6}\)) породив 126 нових видів, а альянс Silversword (сімейство Asteraceae, рис.\(\PageIndex{7}\)), ймовірно, походить від одного виду колоністів, який прийшов з Каліфорнії і диверсифікований на 30 нових видів (Ціна, 2004).
Порівнюючи місцеву флору Гавайських островів з флорою материкових вихідних регіонів, ви помітите, що кілька сімейств рослин відсутні (поняття, яке називається дисгармонією; Christian et al., 2019). Це пояснюється тим, що не всі насіння і суперечки змогли здійснити тривалу подорож, щоб потрапити сюди. Також, як обговорювалося вище, насіння повинні були бути толерантними до солі, щоб вижити, що плавають в океанічних течіях, або досить малими, щоб подорожувати повітряними потоками, або мати правильну форму і розмір, щоб їх переносити птахи. Наприклад, насіння манго ніколи не могло дійти до Гаваїв, оскільки вони не терпимі до солі і занадто важкі, щоб їх переносити птахом або повітряними потоками. Тому існує багато сімейств рослин, яких природно немає на Гавайських островах.
