Nishinoshima az Ogasawara-szigetcsoport része, nagyjából 1000 kilométerre délre fekszik Tokió szárazföldi részétől. A szigeten gyakoriak a vulkanikus események, köztük a kitörések is. Egy 2013-ban kezdődött kitöréssorozat szinte teljesen elpusztította a növényzetet. Bár az élővilágra pusztító hatással volt, a kutatók számára rendkívüli lehetőség adódott arra, hogy az ökoszisztémák kialakulásának korai stádiumait tanulmányozhassák – írja a ScienceDaily.

A Tokiói Metropolitan Egyetem professzora, Koji Takayama által vezetett kutatócsoport 2019-ben gyűjtött mintákat a kövér porcsin (Portulaca oleracea) nevű növényből a szigeten, közvetlenül egy újabb kitörés előtt, amely gyakorlatilag megsemmisítette az ottani növényzetet.

A ritka minták genetikai elemzését elvégezték, összesen 254 egyedi minta alapján, amelyeket Japán és Guam 51 különböző populációjából gyűjtöttek össze.

A gondos összehasonlító elemzés révén a kutatócsoport elkezdte feltérképezni, honnan származott a Nishinoshima-i populáció, és hol helyezkedett el a Portulaca oleracea faj „családfáján” (filogenetikai fáján). A kloroplaszt DNS-t és a teljes genomra kiterjedő nukleáris DNS-vizsgálatot egyaránt elvégezték, és genetikai hasonlóságok alapján sorolták be a mintákat családokba. Megállapították, hogy a Nishinoshima-i populáció legközelebbi rokonai a közeli Chichijima szigetén találhatók – amely szintén egy vulkáni sziget. A Nishinoshima szigeten élt egyedek azonban jól elkülönülő genetikai állománnyal rendelkeztek. Az eredmények alapján úgy tűnik, hogy ezek a porcsinok egy kisebb populáció leszármazottjai, ami jelentős eltérést eredményezett a későbbi genetikai fejlődésben. Ezt nevezik alapító hatásnak.

A kövér porcsin magjai laposak, ellipszis alakúak, és egy milliméternél is kisebbek. Így könnyen terjedhetnek szél, madarak vagy tengeráramlatok révén. A kutatócsoport elemzése azonban azt mutatta, hogy a növény túlélési lehetőségei a szigeten rendkívül korlátozottak voltak; az alapító hatás genetikai nyoma rendkívül erőteljes volt a mintákban.

A kutatócsoport munkája az első bepillantást nyújtja egy már kihalt populáció filogenetikájába. A szigetek egyedülálló környezete lehetőséget teremt arra, hogy a tudósok tanulmányozzák a genetikai evolúció kezdeti szakaszait egy elszigetelt szigetvilágban: attól kezdve, hogy miként alakulnak ki a populációk a magok elszállításán keresztül, egészen addig, hogy hogyan maradnak fenn és fejlődnek tovább. Ez hozzájárulhat annak megértéséhez is, hogyan települnek vissza a növénypopulációk természeti katasztrófák után.