Серебряный меч Мауна-Кеа

Серебряный меч Мауна-Кеа
	Серебряный меч Мауна-Кеа на Мауна-Кеа ( обратите внимание на защитный забор )
Статус сохранения
	; Находящиеся под угрозой исчезновения ( МСОП 3.1 )
Научная классификация
Королевство:	Растения
Клад :	Трахеофиты
Клад :	покрытосеменные растения
Клад :	Эвдикоты
Клад :	Астериды
Заказ:	Астералес
Семья:	Астровые
Род:	Аргироксифиум
Разновидность:	А. сандвисенсе ; ДК.
Подвиды:	Как. подвид сандвиченсе
Трехчленное имя
	Argyroxiphium sandwicense subsp. сандвиченсе ;

Argyroxiphium sandwicense subsp. сандвисенсе , серебряный меч Мауна-Кеа , ^{[ 1 ]} представляет собой находящееся под угрозой исчезновения цветущее растение, эндемичное для острова Гавайи ( Большой остров ) на Гавайях . Это «жемчужина короны» ^{[ 2 ]} вулканической горы Мауна-Кеа , от которой она получила свое английское название. Гавайское название — Ахинахина ; это относится и к серебряным мечам в более широком смысле. Серебряный меч Мауна-Кеа когда-то был обычным явлением на вулкане, и сейчас предпринимаются чрезвычайные усилия по сохранению этого вида. ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}

Серебряные мечи – Аргироксифиум

Тесно связанный с серебряным мечом Халеакала ( Argyroxiphium sandwicense subsp. macrocephalum ) и принадлежащий к семейству Asteraceae , серебряный меч Мауна-Кеа является членом альянса серебряных мечей , группы, состоящей примерно из 50 видов трех родов, все из которых являются эндемичными для Гавайских островов . Их разнообразная морфология опровергает чрезвычайно близкое генетическое родство и предполагает чрезвычайно быструю эволюцию от одного вида-предшественника. ^{[ 7 ]}^{[ 8 ]} Альянс серебряного меча считается наиболее ярким примером адаптивной радиации среди растений на Гавайях, иллюстрирующим роль изоляции и особых экологических условий в содействии эволюции . ^{[ 9 ]}

Описание

Мауна-Кеа серебряный меч — прямостоячее, одноствольное, монокарпическое или, реже, разветвленное и поликарпическое, деревянистое у основания растение, образующее шаровидную гроздь толстых, спирально расположенных, мечевидных серебристо-зеленых, хлопьевидно-серьезных, от линейно-язычковых до линейно-линейных. ланцетные листья, растущие в розетку. Надземная или почти надземная розетка может достигать 0,6 м (2 фута) или более в диаметре с отдельными листьями длиной до 0,3 м (1 фут) и обычно меньше Ширина 1,3 см ( 1 ⁄ дюйма ).

Листья полностью покрыты густым слоем длинных серебристых волосков. Листья всех серебряных мечей обладают необычной и важной способностью хранить воду в виде геля во внутриклеточных пространствах, где листья других растений содержат воздух. ^{[ 9 ]}

Цветущий стебель, который появляется за несколько недель до цветения, узкий, но может достигать почти 3 м (9,8 футов) в высоту. Состоит из многочисленных, очень липких стеблей, на которых насчитывается до 600 цветущих головок. 2,5 см ( 31 ⁄ 32 дюйма) в диаметре, каждый из которых содержит 500 отдельных цветков. По периметру каждой головки имеется около дюжины лепесткообразных лучевых цветков от розового до бордового цвета.

Плоды напоминают плоды подсолнуха, но длинные и тонкие, обычно увенчаны примерно шестью неравными чешуями размером менее 0,3 см ( 1 ⁄ 8 дюйма) в длину. ^{[ 6 ]}^{[ 8 ]}

Растение живет много лет, пока не зацветет; оценки продолжительности его жизни варьируются от 5–15 до 40 лет. ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]} Цветение происходит преимущественно с середины июня по ноябрь. У атипичных растений есть ветви, которые цветут и отмирают независимо от основного растения, так что эти особи умирают только после цветения последней ветки. ^{[ 8 ]}

Другие подвиды

Другой подвид, A. sandwicense subsp. macrocephalum встречается в Халеакала кратере и вокруг него. Они различаются прежде всего формой соцветий: у растений Халеакала они шире (менее чем в 4 раза длиннее ширины), а у Мауна-Кеа уже (в 4,3–8,6 раза длиннее ширины). У подвида Халеакала также обычно больше лучевых цветков: 11–42 против 5–20 у Мауна-Кеа. ^{[ 10 ]}

Приспособление

Argyroxiphium Считается, что произошел от ныне вымершего вида, от которого произошел нынешний калифорнийский тарвид (род Raillardiopsis ), отошедший от общего материкового предка, насчитывающего около 5 миллионов человек. ^{[ 11 ]} или 6 миллионов ^{[ 7 ]} много лет назад. Исследования молекулярной ДНК убедительно подтверждают эту гипотезу. ^{[ 7 ]} Предполагается, что колонизирующая особь достигла Гавайев на птичьих перьях, что вынудило «необходимо серьезно рассмотреть возможность чрезвычайного расселения на большие расстояния межконтинентального масштаба», поскольку этому виду пришлось преодолеть барьер расселения, составляющий не менее 3900 км (2400 миль) открытых территорий. океан, расстояние на 60% больше, чем расстояние, разделяющее Африку и Южную Америку. ^{[ 7 ]}

Серебряный меч Мауна-Кеа эволюционировал, чтобы выжить в чрезвычайно суровых субальпийских условиях, где практически никакие другие растения не могли расти. Однако он не обладает защитным механизмом против пасущихся млекопитающих , которого не существовало на Гавайях в течение миллионов лет адаптации растений. Шервин Карлквист, который первым установил родовую роль калифорнийских тарвейдов в эволюционной истории гавайских серебряных мечей, предположил, что их материковые виды-предшественники, возможно, имели смолу, неприятную для травоядных животных . ^{[ 12 ]}

Это знакомая история гавайским ботаникам; Двумя часто упоминаемыми примерами подобной потери защитных характеристик являются эндемичная гавайская малина ( Rubus hawaiensis ), у которой в результате эволюции не было шипов, и эндемичная гавайская крапива, потерявшая жало. Без селективного давления, направленного на поддержание этих механизмов, эти виды не смогли сохранить те защитные черты, которыми могли обладать их предки. ^{[ 13 ]}^{[ 14 ]} Однако защитное преимущество было на стороне тарвидов и серебряных мечей из-за их уникальной способности хранить воду в виде внутриклеточного геля - адаптация, которая позволила бы этим видам жить в засушливой среде. ^{[ 9 ]}

Исходная среда обитания

Исторические записи свидетельствуют о том, что серебряный меч Мауна-Кеа когда-то доминировал на Мауна-Кеа , особенно хорошо адаптируясь к продуваемой ветрами открытой альпийской пустыне на высотах 2600–3800 м (8500–12 500 футов). ^{[ 4 ]} В этом регионе влажность практически равна нулю, а осадки обычно выпадают в виде зимнего снега. Среднегодовое количество осадков составляет менее 51–102 см (20–40 дюймов) в год, в основном зимой, с сильной засухой летом. ^{[ 6 ]} Здесь нет ни тени от жаркого тропического солнца, ни защиты от ночных температур, которые в любое время года опускаются ниже нуля. Почва тонкая, каменистая, вулканического шлака. ^{[ 9 ]} В верхних частях этой среды обитания другие растения не растут. ^{[ 6 ]}

В этой, казалось бы, негостеприимной среде Аргироксифиум процветал. Самые ранние сведения о распространении серебряного меча Мауна-Кеа не предполагают его редкости; мертвые стебли были собраны исследователями на дрова в 1825 году. ^{[ 6 ]} В 1920-х годах было сделано более одной неофициальной оценки относительно ранней популяции, согласно которой количество растений исчислялось тысячами; По одному сообщению, растения покрывали склон так, что солнце слепило их. ^{[ 6 ]} Первые свидетельства о его упадке относятся к 1892 году, когда, как говорили, когда-то он был в изобилии, но «сейчас почти вымер, за исключением самых труднопроходимых и недоступных мест». ^{[ 6 ]}

На грани исчезновения

В результате ряда решений о землепользовании за 25 лет процветающее население сократилось до нескольких особей. В 1790-х годах люди завезли крупный рогатый скот , овец , коз , собак и свиней на острова . Как домашние, так и дикие животные кормились на открытом выгуле или питались местными растениями. К 1851 году на Мауна-Кеа насчитывалось около 3000 диких овец и 12000 диких коров. ^{[ 6 ]} Одичавшие собаки держали поголовье овец под контролем до 1921 года, когда собаки были систематически истреблены. Популяция серебряных мечей Мауна-Кеа упала по мере роста поголовья овец после 1921 года; живых серебряных мечей видели только на скалах в ущельях Пухакулоа, Вайкахалулу и Вайпахохо. ^{[ 6 ]} Популяция овец на Мауна-Кеа в конечном итоге превысила 40 000 в 1930-х годах, уничтожив беззащитные местные растения, включая оставшиеся серебряные мечи. ^{[ 4 ]} Затем с 1936 по 1950 год количество одичавших овец было значительно сокращено, но до 1981 года они охранялись как спортивная дичь на землях лесного заповедника, которые перекрывают первоначальную среду обитания серебряного меча Мауна-Кеа. ^{[ 6 ]}

Спасение и реинтродукция

Первоначальные усилия по спасению серебряного меча Мауна-Кеа были сосредоточены на ограждении немногих известных оставшихся растений, в первую очередь от ранних попыток выращивания. ^{[ 6 ]} Эти попытки оказались неэффективными в борьбе с копытными. ^{[ 15 ]} В 1981 году штат уничтожил почти всех диких овец, но уже возникла более серьезная угроза: овцы-муфлоны , завезенные на остров в качестве спортивных охотничьих животных в 1954 году. Более проворные, чем дикие овцы, муфлоны продолжали хищничество, достигая даже отдельных особей. и прыгающие через заборы, которые были пригодны для борьбы с дикими овцами. Вывоз этих животных начался в 1988 году. ^{[ 6 ]} Была создана серия все более крупных загонов, в которые были включены некоторые дикие отдельные растения. ^{[ 6 ]}

В 1986 году серебряный меч Мауна-Кеа был объявлен исчезающим видом на федеральном уровне . ^{[ 15 ]} и только 41 встречающееся в природе растение выжило в дикой природе в 2003 году. ^{[ 1 ]}

Культивирование – первые попытки

Размножение вида началось в 1970-х годах и поначалу дало скромные результаты. Перепись 1984 года выявила 131 растение, только 15 из которых считались дикими и не размножались в питомниках. ^{[ 6 ]} Факультет ботаники Гавайского университета опубликовал фотографию 1987 года, на которой, по их утверждению, изображена единственная известная на тот момент естественная популяция серебряного меча Мауна-Кеа - несколько особей на скалах над рекой Вайлуку, до которых не могли добраться никакие млекопитающие, добывающие пищу. ^{[ 8 ]} В период с 1973 по 1998 год около 1500 серебряных мечей Мауна-Кеа были высажены. Растения выращивались до цветущей зрелости, но, начиная с одного или двух родителей-женщин, это привело к узкому генетическому разнообразию. ^{[ 16 ]} Это было очевидно по нетипичной черте потомства - производить ветви. Каждая из ветвей могла цвести независимо, после чего погибала ветвь, а не растение. Типичная история роста этого вида - образование одного цветоноса с последующей гибелью растения. ^{[ 6 ]} К 1993 году, когда Бюро рыбы и дикой природы опубликовало план восстановления, ^{[ 3 ]} было очевидно, что необходим более систематический подход.

Культивирование – увеличение генетического разнообразия

Чтобы противостоять последствиям инбридинга, ученые начали программу контролируемого скрещивания, опыляя цветущие серебряные мечи вручную как в дикой природе, так и в питомниках. Несмотря на логистические проблемы, ручное опыление было признано наиболее вероятным методом достижения оплодотворения и увеличения генетического обмена между питомниками и дикими особями.

Контролируемое размножение используется для повторного внедрения саженцев, поскольку предыдущие высадки имеют выживаемость более 80%; ^{[ 3 ]} поскольку растения цветут только один раз за многие годы. При таком небольшом количестве диких растений оставлять процесс на случай случайной встречи с подходящим опылителем считалось неразумным. ^{[ 2 ]} Кроме того, считается, что местные опылители были уничтожены инвазивными видами, такими как аргентинские муравьи. ^{[ 6 ]} аборигенные одиночные пчелы рода Hylaeus Опылителями этого подвида являются . Неаборигенные медоносные пчелы ( Apis mellifera ) посещают цветы, но, похоже, крадут пыльцу, а не перемещают ее между растениями. ^{[ 3 ]} Поэтому ученые установили политику, согласно которой в дикой природе не остается ни одного семени. ^{[ 3 ]}

Ручное опыление предполагает сбор пыльцы с растений, живущих в местах, до которых не могут добраться даже козы, поэтому ученые используют альпинистское снаряжение, чтобы спуститься со скал и добраться до цветущих растений. Были и дополнительные сложности: требовалась пыльца другого серебряного меча; этот вид не может самоопыляться, но для успешного размножения требуется вторая особь. Этот процесс требует от ученого найти цветущее растение, спуститься по скале, повиснуть на веревке на скале, аккуратно собрать во флакон крошечные желтые зерна цветка, а затем найти второй цветущий серебряный меч Мауна-Кеа. Небольшой кистью рисуем пыльцу на цветке второго растения. Если ни одно другое растение не цветет, пыльцу сохраняют. ^{[ 5 ]}

Реинтродукция – выживание вида

Дикая популяция продолжала быстро сокращаться. Ежегодно до размножения теряется примерно две особи. ^{[ 3 ]}

В 1996 году две дикие особи зацвели, и более 3000 особей были повторно завезены с выживаемостью 80+%. ^{[ 3 ]} В 1999 году на Мауна-Кеа на нескольких охраняемых территориях было высажено более 2500 дополнительных серебряных мечей, и планировалось выводить еще больше каждый год. ^{[ 4 ]} Однако до 2005 года дополнительного дикого цветения не наблюдалось. В сентябре 2005 года было собрано 100 000 семян от опыленных вручную скрещиваний дикой особи с несколькими пересаженными особями. ^{[ 3 ]}

Скорость успешной реинтродукции дает надежду, что этот вид может быть возвращен на грань исчезновения. ^{[ 2 ]} сообщает Служба охраны рыбы и дикой природы США , что в настоящее время на Мауна-Кеа переселено 8000 особей этого вида, хотя они все еще произошли только от шести диких основателей. ^{[ 17 ]}

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Брюгманн, ММ; Карауэй, В. (2003). « Argyroxiphium sandwicense subsp. sandwicense » . Красный список исчезающих видов МСОП . 2003 : e.T44158A10865313. doi : 10.2305/IUCN.UK.2003.RLTS.T44158A10865313.en . Проверено 10 января 2020 г. .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Робишо, Роберт; и др. (март 1998 г.). «Восстановление драгоценности короны Мауна-Кеа» . Бюллетень исчезающих видов . Проверено 11 декабря 2009 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час «Состояние действий плана восстановления» . План восстановления Серебряного меча Мауна-Кеа (Argyroxiphium sandwicense ssp. sandwicense) . Управление охраны рыбы и дикой природы США . Проверено 13 декабря 2009 г. ^{[ мертвая ссылка ]}
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Робишо, Роберт; и др. (май – июнь 2000 г.). «Возвращаем гавайские серебряные мечи» (PDF) . Бюллетень исчезающих видов . Проверено 11 декабря 2009 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с «Биологи из Аризоны помогают восстановить Мауна-Кеа Сильверсворд, одно из растений Гавайских островов, находящихся под наибольшей угрозой исчезновения» . Наука Дейли . 10 марта 1998 г. Проверено 11 декабря 2009 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к ^л ^м ^н ^тот ^п ^д «План восстановления Серебряного меча Мауна-Кеа ( Argyroxiphium sandwicense ssp sandwicense )» (PDF) . Портленд, штат Орегон, США: Служба охраны рыбы и дикой природы США . Проверено 13 декабря 2009 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Болдуин, Брюс; Дональд В. Кихос; Ян Дворако; Джеральд Д. Карр (март 1991 г.). «ДНК хлоропластов свидетельствует о североамериканском происхождении» (PDF) . Учеб. Натл. акад. Наука . 88 (5): 1840–1843. дои : 10.1073/pnas.88.5.1840 . ПМК 51121 . ПМИД 11607157 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д «Argyroxiphium sandwicense DC. ssp. sandwicense» . 21 апреля 2006 года . Проверено 10 декабря 2009 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Карлквист, Шервин (1980). Гавайи, естественная история: геология, климат, местная флора и фауна над береговой линией . Лаваи: Тихоокеанский тропический ботанический сад. стр. 262–266.
^ Вагнер, В.Л., Д.Р. Хербст и С.Х. Зомер (1990). Руководство по цветковым растениям Гавайских островов. Гонолулу: Издательство Гавайского университета.
^ Хартман, Курт. «Адаптивная радиация и макроэволюция гавайских серебряных мечей» . Проверено 13 декабря 2009 г.
^ Карлквист, Шерман. «Растительные открытия» . с . Проверено 13 декабря 2009 г.
^ Зиглер, Алан К. (2002). Гавайская естественная история, экология и эволюция . Издательство Гавайского университета. п. 195. ИСБН 978-0-8248-2190-6 .
^ Бентон, Нэнси. «Наименее разыскиваемая рабочая группа по чужеродным растениям Альянса охраны растений» . Арлингтон, Вирджиния, США: Охрана природы . Проверено 10 декабря 2009 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б «Находящиеся под угрозой исчезновения дикая природа и растения; определение статуса находящегося под угрозой исчезновения Argyroxiphium sandwicense («Ахинахина или серебряный меч Мауна-Кеа)». Федеральный реестр (51 (55): 9815–9820). 21 марта 1986 года.
^ «Гавайский Альянс Серебряного Меча» . Кафедра ботаники Гавайского университета . Проверено 11 декабря 2009 г.
^ «План восстановления Серебряного Меча Мауна-Кеа» . Гонолулу, Гавайи, США: Служба охраны рыбы и дикой природы США . 20 сентября 2012 г. Архивировано из оригинала 14 декабря 2012 г. Проверено 15 декабря 2012 г.

Внешние ссылки

[IUCN-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с Брюгманн, ММ; Карауэй, В. (2003). « Argyroxiphium sandwicense subsp. sandwicense » . Красный список исчезающих видов МСОП . 2003 : e.T44158A10865313. doi : 10.2305/IUCN.UK.2003.RLTS.T44158A10865313.en . Проверено 10 января 2020 г. .

[Robichaux1998-2] Перейти обратно: ^а ^б ^с Робишо, Роберт; и др. (март 1998 г.). «Восстановление драгоценности короны Мауна-Кеа» . Бюллетень исчезающих видов . Проверено 11 декабря 2009 г.

[action-3] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час «Состояние действий плана восстановления» . План восстановления Серебряного меча Мауна-Кеа (Argyroxiphium sandwicense ssp. sandwicense) . Управление охраны рыбы и дикой природы США . Проверено 13 декабря 2009 г. ^{[ мертвая ссылка ]}

[Robichaux2000-4] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Робишо, Роберт; и др. (май – июнь 2000 г.). «Возвращаем гавайские серебряные мечи» (PDF) . Бюллетень исчезающих видов . Проверено 11 декабря 2009 г.

[sciencedaily-5] Перейти обратно: ^а ^б ^с «Биологи из Аризоны помогают восстановить Мауна-Кеа Сильверсворд, одно из растений Гавайских островов, находящихся под наибольшей угрозой исчезновения» . Наука Дейли . 10 марта 1998 г. Проверено 11 декабря 2009 г.

[Federal-6] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к ^л ^м ^н ^тот ^п ^д «План восстановления Серебряного меча Мауна-Кеа ( Argyroxiphium sandwicense ssp sandwicense )» (PDF) . Портленд, штат Орегон, США: Служба охраны рыбы и дикой природы США . Проверено 13 декабря 2009 г.

[Baldwin-7] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Болдуин, Брюс; Дональд В. Кихос; Ян Дворако; Джеральд Д. Карр (март 1991 г.). «ДНК хлоропластов свидетельствует о североамериканском происхождении» (PDF) . Учеб. Натл. акад. Наука . 88 (5): 1840–1843. дои : 10.1073/pnas.88.5.1840 . ПМК 51121 . ПМИД 11607157 .

[UH-8] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д «Argyroxiphium sandwicense DC. ssp. sandwicense» . 21 апреля 2006 года . Проверено 10 декабря 2009 г.

[Carlquist-9] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Карлквист, Шервин (1980). Гавайи, естественная история: геология, климат, местная флора и фауна над береговой линией . Лаваи: Тихоокеанский тропический ботанический сад. стр. 262–266.

[Manual-10] Вагнер, В.Л., Д.Р. Хербст и С.Х. Зомер (1990). Руководство по цветковым растениям Гавайских островов. Гонолулу: Издательство Гавайского университета.

[Hartman-11] Хартман, Курт. «Адаптивная радиация и макроэволюция гавайских серебряных мечей» . Проверено 13 декабря 2009 г.

[Carlquistweb-12] Карлквист, Шерман. «Растительные открытия» . с . Проверено 13 декабря 2009 г.

[Ziegler-13] Зиглер, Алан К. (2002). Гавайская естественная история, экология и эволюция . Издательство Гавайского университета. п. 195. ИСБН 978-0-8248-2190-6 .

[Benton-14] Бентон, Нэнси. «Наименее разыскиваемая рабочая группа по чужеродным растениям Альянса охраны растений» . Арлингтон, Вирджиния, США: Охрана природы . Проверено 10 декабря 2009 г.

[Federal1986-15] Перейти обратно: ^а ^б «Находящиеся под угрозой исчезновения дикая природа и растения; определение статуса находящегося под угрозой исчезновения Argyroxiphium sandwicense («Ахинахина или серебряный меч Мауна-Кеа)». Федеральный реестр (51 (55): 9815–9820). 21 марта 1986 года.

[UHSA-16] «Гавайский Альянс Серебряного Меча» . Кафедра ботаники Гавайского университета . Проверено 11 декабря 2009 г.

[Recovery_Plan_for_the_Mauna_Kea_Silversword-17] «План восстановления Серебряного Меча Мауна-Кеа» . Гонолулу, Гавайи, США: Служба охраны рыбы и дикой природы США . 20 сентября 2012 г. Архивировано из оригинала 14 декабря 2012 г. Проверено 15 декабря 2012 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]