Растения адаптируются к изменению климата на генетическом уровне

Растения и животные вынуждены быстро реагировать на новые вызовы, чтобы выжить в условиях стремительно меняющейся среды. Согласно исследованию Джейсона Фридли, Кэтрин Рейвенскрофт и Раджа Уитлока, некоторые виды могут справляться с изменениями лучше других.

У видов есть два основных пути: миграция в более благоприятные районы или адаптация на месте. В центре данного исследования — способность к адаптации.

Генетический ответ на эксперимент

Два распространённых растения — подорожник ланцетолистный и овсяница овечья — продемонстрировали признаки генетической реакции на искусственно созданные климатические изменения в рамках долгосрочного эксперимента. «Есть свидетельства генетической дифференциации в результате долгосрочного климатического воздействия», — отмечает Кэтрин Рейвенскрофт. Генетические различия накопились между растениями на опытных и контрольных участках.

Изменения на генетическом уровне произошли заметно быстро. Учитывая, что это многолетние травы, за 15 лет эксперимента сменилось всего около 10 поколений растений. Генетическое расхождение обычно происходит в эволюционных масштабах времени — сотни или тысячи лет.

Метод и результаты

Учёные искали генетические различия между растениями с опытных и контрольных участков, исследуя случайные участки их геномов.

«Происходят ли изменения в генетическом разнообразии в зависимости от обработки или происходит дифференциация в зависимости от обработки? Ответ для этих злаков — "да" и "да"», — говорит Рейвенскрофт.

Значение генетического разнообразия

Полученные паттерны дифференциации и скорость изменений указывают, что оба вида изначально обладали пулом генетической изменчивости. Это предсуществующее генетическое разнообразие обеспечило популяциям растений устойчивость к быстро меняющимся условиям.

«Это подтверждает идею, что разнообразие поддерживает устойчивость перед лицом изменения климата», — объясняет Рейвенскрофт. Однако не всем видам может так повезти.

Способность к адаптации может определять будущее этих видов в экосистеме. «В конечном итоге появятся виды, более приспособленные к засухе, и сдвинут систему в новом направлении, если только некоторые виды, подобные растениям из эксперимента, не будут обладать адаптированными к засухе физическими признаками», — поясняет Фридли.

Уникальная экспериментальная площадка

Исследование проводилось на долговременной экологической площадке в сельской местности Англии. Более 15 лет назад группа британских учёных заложила эксперимент, искусственно контролируя температуру и доступность воды на множестве участков земли размером 3×3 фута. Международная команда поддерживает работу на этой территории, которая ранее была складом боеприпасов времён Второй мировой войны.

«В мире нет ничего подобного», — говорит Фридли об исключительной длительности этого эксперимента.