Скрытая жизнь лишайника Cetradonia linearis
Лишайники — это естественное удобрение для леса, важный строительный материал для птичьих гнёзд и индикатор загрязнения воздуха. Однако учёные мало знают о генетическом разнообразии этих симбиотических организмов, состоящих из гриба и водоросли.
Новое исследование учёных из The Graduate Center of The City University of New York проливает свет на генетическое разнообразие и процесс размножения лишайника Cetradonia linearis (каменный гном). Он входит в список исчезающих видов США и в Красный список Международного союза охраны природы (МСОП). Работа опубликована в American Journal of Botany.
В мире известно около 20 000 видов лишайников. Cetradonia linearis — редкий вид, встречающийся только в южной части Аппалачских гор (штаты Джорджия, Северная и Южная Каролина, Теннесси, Вирджиния). Он растёт на скалах в высокогорных районах с частыми туманами или в глубоких речных ущельях, но его выживанию угрожает деградация среды обитания и инвазивные вредители.
«Это первое полногеномное исследование Cetradonia linearis и первое популяционно-геномное исследование любого вида лишайников, — говорит ведущий автор Джессика Аллен. — Лишайники важны для экосистемы и являются хорошими индикаторами качества воздуха: там, где низкое видовое разнообразие лишайников, часто наблюдается высокий уровень рака лёгких. Геномный анализ помогает понять, как они размножаются, каково их генетическое разнообразие и какие факторы позволяют им процветать».
Методология и результаты
Исследователи собрали образцы лишайника с 15 участков, представляющих весь ареал его обитания. Для анализа генетического разнообразия использовали полногеномное шотган-секвенирование — метод, позволяющий эффективно секвенировать длинные цепи ДНК и одновременно анализировать всю ДНК в хромосомах.
Затем данные о среде обитания, температуре и осадках были загружены в алгоритм для определения влияния географических и экологических различий на генетические вариации. Также были исследованы репродуктивные структуры фертильных образцов.
Было сделано три ключевых вывода:
- Ареал Cetradonia linearis сократился со времени последнего ледникового максимума.
- Генетические вариации внутри вида зависят больше от географии, чем от различий в среде обитания.
- Лишайник имеет унисексуальную репродуктивную структуру.
Значение исследования
«Исследование показывает, что Cetradonia linearis генетически отличается от одной локации к другой, даже если условия среды схожи, — говорит профессор Элизабет Алтер. — Это означает, что разрушение любой из этих территорий приведёт к сокращению разнообразия и дальнейшему jeopardize этого вида».
Методология, использованная для определения генетического состава и отличительных черт Cetradonia linearis, может быть применена и к другим исчезающим видам лишайников.