Обычная орхидея вселяет надежду в условиях изменения климата

Исследование, проведенное учеными из лаборатории Джодрелл Королевских ботанических садов Кью, показало, что некоторые растения могут адаптироваться к изменениям окружающей среды быстрее, чем считалось ранее. Работа, посвященная эпигенетике обычных европейских болотных орхидей, опубликована в Molecular Biology and Evolution.

Эпигенетика — это скрытые влияния на функции генов, происходящие без изменения последовательности ДНК, но потенциально наследуемые. Это новое поле исследований меняет взгляд ученых на живые организмы. Способность «запоминать» влияние среды на активность генов имеет огромное значение.

Ранее в современной интерпретации теории Дарвина считалось, что только генетические мутации (постоянные изменения в последовательности ДНК) являются источником новых наследуемых признаков, обуславливающих адаптацию видов. Этот процесс может занимать сотни лет, что слишком медленно для реакции на стремительные климатические изменения.

Однако в этом исследовании ученые из Кью обнаружили, что эпигенетическая вариация может существенно влиять на адаптивный потенциал вида. Это, в свою очередь, влияет на эволюционный потенциал вида гораздо быстрее, чем предполагалось.

Исследование было сосредоточено на трех недавно сформировавшихся видах гибридного происхождения — нежных пурпурных болотных орхидеях (Dactylorhiza), два из которых встречаются в Великобритании. Несмотря на высокое генетическое сходство, эти орхидеи значительно различаются по экологическим требованиям, морфологии, физическим характеристикам и ареалу распространения.

Доктор Овидиу Паун, ведущий исследователь: «В отличие от генетической информации, которая является более "закрытой" системой, окружающая среда может изменять эпигенетический контекст отдельных видов, и этот адаптивный путь дополняет общепринятый взгляд на эволюцию. Результаты демонстрируют, что дарвиновский отбор действует на эпигенетическую вариацию так же, как и на генетическую информацию, что приводит к адаптации и дивергенции видов в течение небольшого числа поколений».

Он добавляет: «Наши результаты показывают важность окружающей среды в изменении наследуемых признаков у этих орхидей и её вклад в биоразнообразие. Эпигенетический уровень естественной изменчивости может быть адаптивным и имеет потенциал к быстрому высвобождению — за несколько поколений — в отличие от генетической вариации».

Профессор Марк Чейз, руководитель лаборатории Джодрелл в Кью: «Наши результаты особенно актуальны в нынешних условиях повсеместных экологических проблем и дают нам больше надежды на адаптивный потенциал организмов. Это не мгновенно, но гораздо быстрее, чем мы думали ранее.

Однако это также означает, что ex-situ сохранение исчезающих видов (когда особи изымаются из естественной среды и перемещаются, например, в ботанический сад) — не лучшая стратегия, так как это может стереть их внутреннюю эпигенетическую специфику. Гораздо лучшее решение — их сохранение в дикой природе».