Скромный цветок смолки показал, как виды адаптируются

Скорость изменения окружающей среды создает серьезные проблемы для диких организмов. При попадании в новую среду отдельные растения и животные могут адаптировать свою биологию, чтобы лучше справляться с новым давлением — это известно как фенотипическая пластичность.

Пластичность, вероятно, важна на ранних стадиях колонизации новых мест или при воздействии токсичных веществ. Новое исследование, опубликованное в Nature Ecology & Evolution, показывает, что ранняя пластичность может влиять на способность к последующей эволюции генетических адаптаций для завоевания новых мест обитания.

Смолка (морская), прибрежный дикорастущий цветок из Великобритании и Ирландии, адаптировался к токсичным, богатым цинком отходам промышленной добычи, которые убивают большинство других видов растений. Цинкоустойчивые растения эволюционировали из цинкочувствительных прибрежных популяций отдельно в разных местах, несколько раз.

Чтобы понять роль пластичности в быстрой адаптации, команда исследователей под руководством Бангорского университета провела эксперименты на смолке.

Поскольку устойчивость к цинку эволюционировала несколько раз, у исследователей появилась возможность выяснить, сделала ли предковая пластичность более вероятным использование одних и тех же генов разными популяциями, подвергшимися воздействию одной и той же среды.

Подвергая устойчивые и чувствительные растения воздействию как благоприятной, так и загрязненной цинком среды и измеряя изменения в экспрессии генов в корнях растений, исследователи смогли увидеть, как пластичность прибрежных предков проложила путь для очень быстрой адаптации.

«Смолка обычно растет на скалах и галечных пляжах, но добыча полезных ископаемых открыла для них новую нишу, которую другие растения не смогли освоить. Наше исследование показало, что некоторая полезная пластичность прибрежных растений помогла шахтным растениям адаптироваться так быстро», — говорит доктор Алекс Пападапулос, старший преподаватель биологии.

«Примечательно, что если ген реагирует на новую среду полезным образом у предковых растений, то гораздо более вероятно, что этот ген будет повторно использован во всех линиях, независимо адаптирующихся к новой среде. Фенотипическая пластичность может повысить вероятность одинакового эволюционного результата, если бы "ленту жизни" прокрутили заново. Если мы поймем пластические реакции видов на изменение окружающей среды, мы сможем лучше прогнозировать влияние изменения климата на биоразнообразие».