Использование 1000 геномов бабочек и мотыльков для изучения эволюции и устойчивости к изменению климата
Достигнут крупный рубеж: эксперты по всей Европе, включая Институт Сэнгера в Кембридже (Великобритания), секвенировали 1000 видов бабочек и мотыльков. Это включает почти всех британских бабочек, что открывает путь к пониманию и защите биоразнообразия.
Project Psyche — это международная инициатива, цель которой — секвенировать все 11 665 видов бабочек и мотыльков в Европе. В новой статье в Trends in Ecology & Evolution коллаборация исследователей, таксономистов, политиков и гражданских учёных описывает, как геномы всех бабочек и мотыльков могут помочь ответить на эволюционные вопросы и решить проблемы, такие как продовольственная безопасность.
Важность чешуекрылых в экосистемах
Бабочки и мотыльки, известные как Lepidoptera, играют важную роль в экосистемах по всему миру и составляют около 10% всех известных эукариотических видов. Они являются ключевыми опылителями и важным звеном пищевой цепи. Некоторые виды — серьёзные вредители, влияющие на сельское хозяйство, леса и текстильные культуры.
Lepidoptera также служат ключевыми индикаторами биоразнообразия и изменения климата, так как быстро реагируют на изменения окружающей среды. Сокращение их численности может быть ранним предупреждением о более широких потерях в дикой природе. Многие природоохранные проекты используют подсчёт бабочек для мониторинга здоровья экосистем.
Интеграция геномики в охрану природы помогает:
- Выявлять новые и существующие виды для точного мониторинга.
- Исследовать факторы, которые могли привести к появлению новых видов или сокращению популяций.
- Оценивать сокращение численности популяций, связность между популяциями и уровень инбридинга.
На фоне продолжающегося сокращения численности насекомых (некоторые данные указывают на снижение на 65% летающих насекомых в Великобритании с 2021 года) понимание эволюции устойчивых видов может помочь защитить другие виды.
Исследования, основанные на секвенировании геномов
Все 1000 геномов, полученных на данный момент, находятся в свободном доступе. Они способствуют исследованиям в различных областях, чтобы понять, как эти насекомые эволюционировали и диверсифицировались за 230 миллионов лет своего существования.
Например, недавний анализ более 200 геномов показал, что их хромосомы остались в основном неизменными. Сравнение геномов исчезнувших, сокращающихся или стабильных видов помогает понять, как изменения окружающей среды и деятельность человека влияют на разнообразие и распространение насекомых.
В Великобритании референсные геномы бабочек использовались для изучения причин исчезновения бабочки Боярышница (Aporia crataegi) в 1920-х годах. Исследование сравнивало музейные образцы из вымерших и существующих популяций, чтобы обнаружить возможные генетические ключи для выявления и управления видами, находящимися под угрозой в будущем.
Д-р Саад Ариф (Оксфорд Брукс): "Наличие высококачественных референсных геномов, предоставляемых такими инициативами, как Project Psyche, делает современные геномные исследования возможными... Изучение геномных следов сокращения в исчезнувших видах было бы просто неосуществимо без таких геномов".
Д-р Шарлотт Райт: "Мы надеемся, что одним из долгосрочных результатов Project Psyche станет тесное взаимодействие между таксономистами и геномиками... Вместе мы построим генетически информированное эволюционное древо, описывающее родство всех бабочек и мотыльков Европы".
Д-р Жоана Майер: "Набор данных Project Psyche уже содержит геномы 1000 видов... Используя эти геномы, исследователи могут изучать генетическое разнообразие, структуру популяций и адаптацию по всей Европе. Эти знания критически важны для эффективного управления биоразнообразием".
Проф. Марк Блакстер: "Геномы, производимые для Project Psyche, имеют исключительно высокое качество и показывают, как новые технологии преобразуют наше понимание природного мира".