Генетический ответ омаров на изменение климата оказался сложнее, чем считалось

Новое исследование, опубликованное в Ecology and Evolution, показывает, что американский омар, поддерживающий самое ценное рыболовство в Северной Америке, может быть более уязвим к изменению климата, чем предполагалось ранее.

• Среда обитания меняется: Ареал американского омара простирается от Атлантической Канады до средних широт США, но выбросы CO₂ человеком ведут к потеплению и закислению океана.
• Новый взгляд на старые данные: Предыдущие исследования ранних стадий жизни омаров показывали, что закисление океана оказывало относительно ограниченное влияние на рост и метаболизм по сравнению с потеплением. Однако, согласно новой работе, их гены говорят об обратном.
• Молекулярный масштаб воздействия: «Наше исследование показало, что закисление влияет на этих омаров на молекулярном уровне», — говорит ведущий автор Маура Ниемисто. Из-за изменений среды у них активизируется экспрессия генов.

Фокус на критической стадии

Исследование сосредоточено на постличиночной стадии омаров, потому что они:

1. Обитают в верхних слоях воды, где закисление и температура меняются быстрее всего.
2. Являются планктонными, то есть имеют ограниченный контроль над перемещением, чтобы избежать неблагоприятных условий.

Результаты экспериментов

Ученые в лабораторных условиях подвергли постличинок омаров воздействию уровней температуры и кислотности, прогнозируемых на конец века. Было обнаружено, что клетки омаров регулируют работу генов для поддержания структуры панциря и иммунных функций.

• Эта реакция была сильнее в ответ на повышенную кислотность, чем на повышенную температуру.
• При комбинированном воздействии (тепло + кислая среда) генетический ответ был значительно выше, чем при воздействии каждого стрессора по отдельности.

Энергетическая цена адаптации

Хотя результаты говорят о генетической способности омаров адаптироваться, это требует затрат. Генетические процессы потребляют значительное количество энергии из ограниченного бюджета организма. «Если они тратят много энергии на выработку белков в ответ на стрессоры, чем-то другим придется пожертвовать», — отмечает Ниемисто. Например, энергия, направленная на поддержание панциря, может быть изъята из иммунной системы.

Контекст и дальнейшие шаги

Особую актуальность это имеет для залива Мэн, который закисляется и нагревается быстрее, чем большинство океанов мира. Следующим шагом, по словам авторов, является понимание этих генетических ответов в связи с изменениями большего масштаба. «Это исследование приоткрыло дверь к пониманию базовой биологии личинок омаров и их реакции на меняющуюся среду. Однако нам еще многое предстоит узнать», — резюмирует соавтор Дэвид Филдс.