Исследование желтой древесницы показывает, как дикие виды реагируют на быстрое изменение климата
Изменение климата иссушает ландшафты и повышает температуры быстрее, чем многие виды могут адаптироваться. Исследование Университета штата Колорадо предлагает редкий эмпирический взгляд на то, как эти факторы уже меняют дикую природу, на примере желтой древесницы — обычной перелетной птицы.
Опубликованная в Proceedings of the National Academy of Sciences работа выявляет генетические и экологические факторы, формирующие клюв птицы, который играет ключевую роль в её способности рассеивать тепло и удерживать воду.
Для этого команда сравнила геномные данные, измерения клювов и экологические переменные у птиц, отобранных по всему их гнездовому ареалу в Северной Америке и Канаде.
Результаты показывают, что уровень осадков в ареале является ключевым экологическим фактором, влияющим на генетические вариации, связанные с формой и структурой клюва.
Ведущий автор статьи Марина Родригес отмечает, что выводы подчеркивают как важность, так и сложность связи генов, признаков и окружающей среды с показателями стресса организма, чтобы лучше предсказать общую способность вида успевать за изменением климата.
"Люди могут думать об изменении климата как о чём-то, что произойдет в будущем, но, как показывает эта работа, виды уже ощущают эти эффекты и изо всех сил пытаются адаптироваться и выжить".
Чтобы подтвердить важность формы клюва для адаптации к сокращению осадков, исследователи сравнили исторические данные о связи глубины клюва и осадков с современными данными, собранными волонтерами по всему миру.
Они обнаружили, что у птиц, чьи клювы не успели за изменением климата, теперь снижена приспособленность к новым засушливым условиям, что приводит к более высокому уровню стресса и последующему сокращению популяций.
Теломеры как маркер стресса
Исследователи измерили физиологический стресс, изучив теломеры — защитные участки ДНК на концах хромосом, которые укорачиваются со временем при делении клеток и при повышенном стрессе. Более короткие теломеры связаны с плохим здоровьем и сокращением продолжительности жизни у многих видов.
"Длина этих специфических геномных регионов сильно коррелирует с общей продолжительностью жизни и здоровьем у разных видов. Включив этот показатель, мы можем лучше проиллюстрировать несоответствие между тем, что теперь требуется для выживания в окружающей среде, и тем, как на это реагируют генетические признаки".
Поскольку длину теломеров можно измерить по небольшому образцу крови, это может стать более простым способом оценки диких видов без многолетних полевых работ, давая ранние признаки сокращения популяции.
Соавтор работы, профессор Кристен Рюгг, отметила, что подход с использованием длины теломеров ранее не был широко распространен для оценки уязвимости птиц к изменению климата.
"Эта работа начинает заполнять пробелы в понимании того, как дикие виды будут реагировать на быстрое изменение климата, на четком, основанном на данных примере с использованием длины теломеров в качестве биомаркера стресса. Результаты подчеркивают важность связи генов, признаков, среды и маркеров стресса и показывают перспективный метод для эмпирического изучения этих взаимосвязей у других видов".