Белый клевер раскрывает генетическую архитектуру, позволяющую инвазивным растениям процветать по всему миру
Ученые из Университета Монаша выяснили, как инвазивные растения, такие как белый клевер, быстро адаптируются к новым условиям, обнаружив генетические изменения, лежащие в основе их глобального успеха.
Исследование, опубликованное в рамках Глобального проекта по городской эволюции (GLUE), показало, что структурные варианты — крупные хромосомные изменения, затрагивающие сотни генов — управляют параллельной адаптацией популяций белого клевера на разных континентах. Исследование является частью крупного международного сотрудничества под руководством ученых из Университета Монаша и Университета Луизианы в Лафайете.
Доктор Пол Баттлей из Школы биологических наук Университета Монаша, со-руководитель исследования, опубликованного в Nature Ecology & Evolution, заявил, что результаты показывают, насколько быстро растения могут эволюционировать при интродукции в новые регионы.
«Мы обнаружили, что популяции белого клевера, интродуцированные по всему миру, несут удивительно высокое генетическое разнообразие, которое позволяет им быстро адаптироваться к местному климату посредством этих крупных структурных вариантов», — сказал доктор Баттлей.
«Это имеет большое значение для понимания того, как распространяются инвазивные виды и как разворачивается эволюция в антропоцене».
Доцент Кей Ходжинс, также из Школы биологических наук Университета Монаша, выступила со-старшим автором исследования.
«Секвенировав геномы более 2600 растений с шести континентов, мы обнаружили, что крупные хромосомные перестройки неоднократно помогали популяциям адаптироваться к сходным климатическим градиентам. Это яркий пример быстрой эволюции, происходящей на наших глазах», — сказала доцент Ходжинс.
«Это исследование подчеркивает силу международного сотрудничества для раскрытия скрытых генетических механизмов быстрой адаптации. Оно показывает, что структурные варианты являются ключевыми игроками в том, как растения реагируют на изменения окружающей среды».
Приглашенный доцент Брэндон Хендриксон из Университета Луизианы в Лафайете сказал: «Наша работа раскрывает генетическую архитектуру, которая позволяет инвазивным растениям процветать во всем мире».
Доктор Николас Куйерс, со-старший автор из Университета Луизианы в Лафайете, заявил: «Эти результаты демонстрируют, что эволюция — это не только медленный процесс; она происходит быстро и неоднократно в ответ на сходные климатические условия в географически удаленных частях мира».
Профессор Марк Джонсон из Университета Торонто возглавляет инициативу GLUE. «GLUE, и это исследование в частности, являются примером важности, силы и потенциала глобального сотрудничества для решения некоторых из самых важных и неотложных научных проблем, таких как инвазивные виды», — сказал профессор Джонсон. «Сейчас, как никогда ранее, нам необходимо международное сотрудничество для решения великих проблем, стоящих перед человечеством и системами Земли».
Новое исследование основывается на первоначальных выводах GLUE, опубликованных в Science (2022), которые показали повторяющиеся эволюционные реакции на городскую среду в более чем 150 городах по всему миру.
Это последнее исследование углубляет наше понимание того, как такие виды, как белый клевер, эволюционируют посредством крупномасштабных структурных генетических изменений, что имеет глубокие последствия для управления инвазивными видами и прогнозирования реакции экосистем на ускоряющееся воздействие человека.