Генетическое разнообразие помогает защищаться от болезней

Исследователи из Института пресноводной экологии и внутреннего рыболовства им. Лейбница (IGB) экспериментально доказали, что генетическое разнообразие делает популяции более устойчивыми к болезням.

Почему у видов животных и растений по всему миру существуют разные генетические варианты внутри вида, хотя выживать должен "наиболее приспособленный" генофонд? Согласно распространённой теории в эволюционной биологии, это позволяет виду эффективнее реагировать на изменения среды, например, на возникновение болезней. Однако экспериментальные доказательства этой теории получить крайне сложно: время генерации большинства видов слишком велико, чтобы наблюдать эволюционные тенденции.

Эволюционные изменения в реальном времени

Команда под руководством эволюционного эколога доктора Рамси Аги исследовала эволюцию грибкового паразита Rhizophydium megarrhizum. Этот паразит заражает цианобактерию Planktothrix, распространённую во многих пресных водоёмах.

Учёные подвергли паразита воздействию двух типов популяций хозяев:

• Популяции с генетически идентичными особями.
• Популяции, состоящие из разных генетических вариантов.

Поскольку гриб размножается быстро (примерно раз в день), учёные наблюдали за его эффективностью в течение 200 дней. Целью было в реальном времени и в контролируемых условиях выяснить, как быстро паразиты адаптируются к генетически однородным и разнообразным хозяевам.

Паразиту позволяли адаптироваться, но популяции хозяев держали в эволюционном застое.

Результаты эксперимента

• К генетически однородным хозяевам грибы адаптировались очень быстро — в течение трёх месяцев. Эта адаптация выражалась в более быстром прикреплении к хозяевам, преодолении их защитных механизмов и, как следствие, ускоренном размножении.
• К генетически разнообразным цианобактериям адаптации паразита не произошло. Состояние заболевания оставалось неизменным.

Вывод: Генетическое разнообразие в популяции хозяев замедляет адаптацию паразита, повышая устойчивость к болезням.

Эти результаты значимы для экосистемных исследований в целом, так как помогают объяснить, почему высокое разнообразие в популяциях может быть ценно для их сохранения.

Следующим шагом команда планирует исследовать, что происходит, когда адаптироваться позволяют не только паразиту, но и популяции хозяина. Это даст новые insights в понимание того, как болезнь — обычно воспринимаемая как негативное явление — является crucial естественным процессом, способствующим и сохраняющим биологическое разнообразие.