Микроскопическое растение показывает, как живые организмы справляются с большими переменами
Небольшое пресноводное растение, эволюционировавшее для жизни в суровой морской воде, даёт учёным представление о том, как живые существа адаптируются к изменениям в окружающей среде.
Это может помочь лучше понять, как виды адаптировались к крупным сдвигам условий в прошлом, например, при переходе из воды на сушу или из светлой среды в тёмную.
При адаптации к новому окружению организмы должны выработать способы выполнения повседневных функций, таких как добыча пищи и кислорода, а также размножение. Данное исследование — одно из первых, которое отслеживает такой значительный переход образа жизни в лаборатории, а не полагаясь на ископаемые свидетельства.
Исследователи изучили последовательные поколения обычной пресноводной водоросли Chlamydomonas reinhardtii в воде с увеличивающейся солёностью. Эти растения играют ключевую роль в обеспечении питательными веществами и удалении углекислого газа из атмосферы, поэтому понимание того, как они могут эволюционировать из пресноводных в морские, помогает понять историю и разнообразие жизни на Земле.
Было обнаружено, что пресноводные водоросли адаптировались к морской воде в два этапа:
- Первоначально растение смогло «включить» гены, помогающие ему переносить низкий уровень соли.
- По мере роста солёности изменения позволили этим генам оставаться включёнными — что указывает на процесс, известный как эпигенетика.
Позже случайные изменения, произошедшие в самой ДНК во время размножения, привели к появлению особей, способных переносить ещё более высокие уровни соли. По мере размножения водорослей эти гены стали обычными в популяции, позволив растению процветать в морской воде. Результаты показывают важность генетических и эпигенетических изменений в адаптации к новым условиям.
Исследование опубликовано в журнале Evolution. Работа выполнена Эдинбургским университетом и Университетом Макгилла в Канаде при поддержке Совета по естественным и инженерным исследованиям Канады.
Цитата: Джозианн Лашапель, руководившая исследованием: «Наш подход позволяет по-новому понять, как живые существа развивают новые способы жизни во время крупных переходов. Наши выводы имеют значительный потенциал для раскрытия большего о процессах, лежащих в основе изменений в ходе эволюции».