Генетическое исследование показывает значительное влияние изменения климата на антарктических морских котиков

Генетический анализ антарктических морских котиков в сочетании с десятилетиями детального мониторинга дал уникальное представление о влиянии изменения климата на популяцию высших хищников. Опубликованные на этой неделе в Nature результаты показывают, что котики значительно изменились в соответствии с изменениями в доступности пищи, связанными с климатическими условиями. Несмотря на сдвиг в популяции в сторону более «приспособленных» особей, эта приспособленность не передается через поколения, что ведет к сокращению популяции.

Для понимания таких изменений необходим долгосрочный мониторинг. Уникальная программа долгосрочного мониторинга и наблюдений Британской антарктической службы предоставила исследователям редкую возможность изучить, как жизненный цикл котиков менялся со временем в зависимости от климата и доступности пищи.

Исследователи проанализировали данные, собранные начиная с 1981 года, чтобы оценить изменения в поколениях самок котиков на острове Южная Георгия.

Ведущий автор, доктор Хауме Форкада, объясняет:

"По сравнению с 20-летней давностью, мы видим, что самки котиков теперь рождаются с меньшим весом, выживают и возвращаются для размножения, как правило, более крупные особи, и они рожают первого детеныша позже, чем раньше. Такие изменения обычно связаны с пищевым стрессом".

Важным источником пищи для котиков является антарктический криль. Данные, собранные за десятилетия, показывают, как изменения в популяции котиков происходили с изменениями в доступности криля. Даже при обилии криля, его доступность на кормовых угодьях котиков определяется изменчивостью окружающей среды, которая обусловлена климатом, влияющим на местные атмосферные, ледовые и океанографические условия. Неблагоприятные климатические условия обычно связаны с низкой доступностью криля и снижают выживаемость и репродуктивный успех котиков.

Исследователи обнаружили, что самки, дожившие до материнства, с большей вероятностью были более «гетерозиготными». Это означает, что особь обладает более высоким уровнем генетического разнообразия, что связано с более высокой приспособленностью у многих видов. Хотя эти самки с большей вероятностью выживают и размножаются, их детеныши будут иметь такое же преимущество, только если они тоже гетерозиготны. Однако признак гетерозиготности не наследуется; он зависит от того, с каким самцом спаривается самка, и возникает в основном случайно. Это означает, что рождается много котиков, которые не являются гетерозиготными и, следовательно, менее способны справляться с меняющейся средой.

Соавтор, доктор Джо Хоффман, поясняет:

"Мы обнаружили, что за последние два десятилетия доля размножающихся самок с высокой гетерозиготностью увеличилась, поскольку эти особи с большей вероятностью выживают в меняющихся условиях. Сильный отбор со стороны среды может приводить к быстрой эволюции. Однако в данном случае котики, по-видимому, не эволюционируют, потому что выжившие самки не передают свою высокую гетерозиготность потомству".

"Следовательно, с каждым новым поколением процесс отбора должен начинаться заново, и только те особи, которым посчастливилось родиться более гетерозиготными, имеют хорошие шансы на выживание. По мере продолжения изменения климата многие детеныши котика не доживают до взрослого состояния, и популяция сокращается".

Это исследование показывает, что естественный отбор в популяции морских котиков изменился в результате изменения климата, и котики не смогли эволюционировать в ответ. Долгосрочные наборы данных являются ценным ресурсом для прогнозирования того, как виды будут реагировать на будущие изменения окружающей среды.