В борьбе с потеплением на помощь придет эволюция

Для некоторых созданий изменение климата может оказаться обыденной прогулкой по парку генетических вариаций. В их число входят плодовые мушки – любимые насекомые многих ученых. Исследователи из Автономного Университета Барселоны, Испания, обнаружили, что в ответ на аномальную жару мушки эволюционируют, становясь более теплоустойчивыми, в поразительно краткие периоды времени. Когда жара спадает, эти насекомые просто лишаются этих приобретенных свойств.
1 апреля 2011 года на Пиренейский полуостров и большую часть Западной Европы ворвался необычайно жаркий воздух из Африки. В Испании пик жары наступил неделю спустя, став причиной одной из наивысших апрельских температур из когда-либо зарегистрированных в Испании и Англии.
Аномальная жара оказалась идеальным временем для наблюдений за тем, как с внезапным изменением справлялись плодовые мушки. Ученые собрали насекомых из двух регионов, достаточно отдаленных друг от друга, чтобы гарантировать отсутствие генетической идентичности.

Специалисты много десятилетий изучают разновидность плодовых мушек Drosophila subobscura, которая широко распространена в Европе и Северной Америке, отметил руководитель исследования Франциско Хосе Родригез-Треллес. Как правило, четыре раза в год, по разу на каждое время года, биологи выходят в поля с сетями и вылавливают диких мушек. Каждый раз собирают 100-150 самцов, которых затем скрещивают в лабораторных условиях с мушками, обладающими другим, но изученным геномом.
Биологи любят плодовых мушек и изучают их с самого начала 20 столетия. У насекомых четыре или пять хромосом, в зависимости от вида, а генетическое строение хорошо знакомо и отлично поддается изучениям. Эти организмы – идеальные модели для генетических исследований и обучения.
«Их краткий жизненный цикл означает, что отбор очень быстрый», - подчеркивает Питер Лоуренс, почетный профессор Кембриджского университета. Насекомые крайне чувствительны к климатическим изменениям, а что касается плодовых мушек, то с чрезмерным падением температуры они становятся стерильными.
Через три недели после начала аномальной жары испанские ученые начали собирать образцы subobscura, дожидаясь, как правило, времени после середины полудня и периода заката, когда температура достигала наивысших отметок. В лаборатории они анализировали геном образцов и сопоставляли его с температурными данными.
Испанские ученые рассматривали определенный вид генетической мутации под названием инверсия, когда некоторые гены в хромосоме перестраиваются в противоположном порядке. Например, если ряд генов читается как АБВГДЕЖЗИЙКЛМН, то инверсия сегмента ГДЕЖЗ заставит весь ряд выглядеть так: АБВЗЖЕДГИЙКЛМН. Инверсия предотвращает случайную рекомбинацию генов – мутацию, порой называемую «прыгающие» гены.
Геном мушек продемонстрировал и те инверсии, которые сделали организм более устойчивым к жаре, и такие, что выполняют обратную функцию, и это облегчило наблюдение за изменениями с течением поколений. Ученые обнаружили, что повышенная температура напрямую повлияла на то, какие инверсии вступали в силу, и чем жарче была погода, тем значительнее становились изменения. В прохладную погоду происходило обратное в зависимости от того, какая инверсия доминировала.
«Относительная частота этих изменений – это результат естественного отбора, - рассказывает Франциско Хосе. – Следствием аномальной жары стало значительное увеличение относительной частоты теплоустойчивой вариации».
Однако, по словам ученого, открытие не обязательно означает, что вид Drosophila имеет иммунитет к глобальному потеплению. Образцы собирались весной, когда температура воздуха была все же ниже, чем если бы такая аномальная жара случилась в середине лета.
Тем не менее, мушки, пойманные в рамках этого эксперимента, оказались более теплоустойчивыми, чем те, что были собраны в середине 1970-х годов. Следовательно, они уже адаптируются к климатическим изменениям.
«Насколько нам известно, это первое исследование, предоставляющее неоспоримые доказательства того, что природные популяции генетически реагируют на высокие температуры в отдельности», - отмечает ученый. Изменение произошло не только в одном месте генома, а в различных точках, и снова-таки они напрямую связаны с высокими температурами.

Источник: Livescience

• < Капризы погоды в Великобритании: победители и проигравшие
• Джебель Хафит - биологически разнообразная область Аравийского полуострова >

Комментарии: