Один ген контролирует видовое разнообразие в экосистеме
Более 50 лет назад эколог Роберт Пейн обнаружил, что удаление одного вида (морской звезды как «вида-ключника») из экосистемы может кардинально изменить её структуру и функцию.
Гены защиты растений протестировали на упрощённой экосистеме в лаборатории
Команда экологов и генетиков из Университета Цюриха и Калифорнийского университета в Дэвисе обнаружила, что мутация в одном гене также может резко изменить структуру и функцию экосистемы. Исследование, опубликованное в Science, показывает, что ген может влиять на устойчивость взаимодействующих видов в экологическом сообществе. Открытие было сделано на экспериментальной экосистеме в лаборатории, включавшей хищника (паразитическую осу), двух травоядных (тлей) и растение Arabidopsis thaliana.
«Ген-ключник» может предотвратить коллапс экосистемы
Исследователи протестировали эффект трёх генов растений, контролирующих химическую защиту от травоядных. Они обнаружили, что травоядные и хищник с большей вероятностью выживали на растениях с мутацией в одном гене под названием AOP2.
«Эта естественная мутация в AOP2 не только повлияла на химию растения, но и ускорила его рост, что, в свою очередь, помогло сосуществовать травоядным и хищнику, предотвратив коллапс экосистемы», — объясняет первый автор исследования Мэтт Барбур.
Подобно виду-ключнику, AOP2 действует как «ген-ключник», критически важный для выживания экспериментальной экосистемы.
Влияние на сохранение биоразнообразия
Открытие гена-ключника может повлиять на стратегии сохранения биоразнообразия в меняющемся мире. Знания из генетики и экологических сетей следует учитывать при прогнозировании последствий генетических изменений для устойчивости биоразнообразия.
«Мы только начинаем понимать последствия генетических изменений для взаимодействия и сосуществования видов. Наши результаты показывают, что текущая потеря генетического разнообразия может иметь каскадные эффекты, ведущие к резким и катастрофическим сдвигам в устойчивости и функционировании наземных экосистем», — говорит Барбур.