Глобальное потепление вызывает быструю эволюционную реакцию у дрозофил
Исследователи из Автономного университета Барселоны (UAB) установили, что рост температур и волны жары за последние два десятилетия ускорили распространение генетических вариаций, повышающих термоустойчивость, у популяций мух Drosophila subobscura, обитающих в европейских лесах.
Эволюционный ответ произошёл за счёт увеличения относительной частоты уже существующих генетических вариаций, а не появления новых. Это означает, что темпы глобального потепления могут угрожать видам с низким уровнем генетического разнообразия.
Исследование, опубликованное в Nature Climate Change, обновило мониторинг эволюционных реакций в условиях усиления потепления. Учёные изучили генетические вариации Drosophila subobscura, адаптация которой к климату опосредована хромосомными инверсионными полиморфизмами. Определённые инверсии повышают толерантность к холоду, а другие — к жаре.
Результаты подтвердили данные предыдущих работ: доля инверсий, благоприятствующих термоустойчивости, увеличилась, а способствующих холодовой устойчивости — уменьшилась. Впервые показано, что эта тенденция резко ускорилась за последние 20 лет в умеренной Европе по сравнению со Средиземноморьем, что связано с более длинными и интенсивными волнами жары.
Исследование (2015–2019 гг.) включало сбор образцов в 12 локациях Европы: Австрия, Бельгия, Франция, Германия, Нидерланды, Швейцария, Испания. Генетический анализ проводился в лаборатории UAB.
Прогнозы указывают, что без усиления мер по смягчению потепления, к 2050 году центральноевропейские популяции этого вида станут генетически неотличимы от южноевропейских.
Новых инверсий, кроме уже существующих, обнаружено не было. Это означает, что скорость появления новых вариаций слишком мала, чтобы компенсировать рост температур. Ситуация особенно тревожна для видов насекомых, менее способных к эволюционной адаптации, чем Drosophila subobscura.
Пластичность и эволюция как механизмы адаптации
Организмы адаптируются к повышению температур двумя основными путями: пластичностью (на индивидуальном уровне, например, акклиматизация или миграция) и эволюцией (на уровне популяции и вида).
Когда температурный стресс превышает возможности пластичности, выживание вида зависит от генетически более термотолерантных особей — запускается эволюционный механизм, изученный в данной работе.
«Наблюдение эволюционных ответов на глобальное потепление — это и хорошая, и плохая новость», — поясняет Франсиско Родригес-Трельес.
Хорошая — потому что существуют генетические вариации для термоустойчивости. Плохая — потому что это означает гибель менее приспособленных особей. Если потепление будет слишком быстрым и продолжительным, даже наиболее термотолерантные особи могут погибнуть, что приведёт к вымиранию вида.