Ученые создали головастиков, лучше адаптированных к изменению климата

Впервые в мире в лабораторном эксперименте, описанном в Communications Biology, исследователи из Университета Западной Австралии смешали популяции, чтобы получить головастиков с повышенной устойчивостью к изменению климата.

Исследование проводилось в рамках программы Threatened Species Recovery Hub Национальной программы по экологическим наукам правительства Австралии, изучающей способы помочь исчезающим видам адаптироваться к изменению климата.

Изменение климата представляет огромную угрозу для многих лягушек мира, включая три четверти наиболее уязвимых видов Австралии.

Эксперимент проводился на полосатой квакше (crawling frog), которая откладывает икру во влажную почву и обитает на юго-западе Австралии. Этот регион переживает продолжающееся снижение количества осадков уже четыре десятилетия, и прогнозируется дальнейшее иссушение.

По словам ведущего автора исследования доктора Табиты Рудин-Биттерли, эта квакша — один из 17 видов наземно-размножающихся лягушек в глобальной горячей точке биоразнообразия на юго-западе Австралии.

Естественные колебания осадков в широком ареале вида означают, что некоторые популяции адаптированы к более сухим условиям. Однако изменение климата сейчас происходит слишком быстро для естественной адаптации в небольших популяциях, фрагментированных из-за вырубки лесов и теряющих генетическое разнообразие.

Команда исследовала, можно ли повысить устойчивость к сухим условиям у "влаго-адаптированных" популяций путем скрещивания.

Ученые смешали сперму и яйцеклетки от четырех разных популяций квакш из районов с разным уровнем осадков, вырастили икру на влажной или сухой почве и измерили результаты для эмбрионов и головастиков.

По словам доцента Ники Митчелл, им удалось получить гибридных головастиков ("влажные x сухие"), которые обладали повышенной устойчивостью к сухим условиям по сравнению с головастиками от двух "влаго-адаптированных" родителей.

Эти гибридные головастики вылуплялись быстрее, лучше плавали, были крупнее и имели меньше уродств по сравнению с чистыми "влажными" головастиками. Все эти факторы должны повысить их шансы на выживание и передачу генов, полезных в более сухом климате.

Неожиданным открытием стало то, что положительный результат наблюдался только при смешивании спермы из более сухого района с яйцеклетками из влажного района. Обратная комбинация не дала очевидной пользы, несмотря на одинаковый генетический микс.

Кроме того, это сработало только для двух популяций, удаленных примерно на 100 км друг от друга. Скрещивание популяций, удаленных примерно на 400 км и генетически более разных, дало отрицательный результат с более низкой выживаемостью эмбрионов и большим количеством уродств.

Эксперимент показал, что возможно помочь адаптации к более сухим условиям популяциям, эволюционировавшим в районах с высоким уровнем осадков. Однако он не может помочь популяциям, уже находящимся в самых засушливых районах.

Поскольку результаты смешивания популяций трудно предсказать, тщательно проведенные испытания будут необходимы, прежде чем эти методы можно будет применять в дикой природе для снижения риска вымирания видов.