Геномные свидетельства быстрой адаптации инвазивных бирманских питонов во Флориде

Бирманские питоны, гигантские змеи родом из Юго-Восточной Азии, за последние десятилетия прочно обосновались во Флориде.

Исследователи изначально пытались выяснить, могли ли питоны адаптироваться к экстремальному заморозку во Флориде в 2010 году. Они сгенерировали геномные данные для десятков образцов до и после этого события.

"Замораживание 2010 года привело к гибели от 40 до 90 процентов инвазивных бирманских питонов в полевых условиях. Если бы эволюция и адаптация происходили, мы должны были увидеть их за этот период, который создал очень сильное "бутылочное горлышко" отбора", — сказал Тодд Кастоу, профессор биологии.

Используя метод "сканирования генома", учёные выявили области генома, значительно изменившиеся между двумя временными точками. Это стало чётким свидетельством эволюции, происходящей за очень короткий промежуток времени.

Ожидалось найти гены, связанные с адаптацией к холоду. Однако данные показали другой сигнал — адаптацию в генах, связанных с делением клеток, ростом органов и развитием тканей.

"Мы начали задаваться вопросом, связан ли сигнал в геноме флоридских питонов с адаптацией в том, как они регенерируют системы органов в зависимости от их пищевой экологии", — пояснил Дарен Кард, работавший над проектом.

Сформировалась рабочая гипотеза: инвазивные питоны адаптируются к более регулярным возможностям питания во Флориде. Дополнительные экологические, функциональные геномные и морфологические данные подтвердили это.

Анализы показали, что питоны во Флориде питаются постоянно. Паттерны морфологии тканей и экспрессии генов поддерживают более "активированное" физиологическое состояние у голодающих питонов.

"Флоридские питоны, по-видимому, адаптировались к регуляции своей пищеварительной физиологии, чтобы более эффективно постоянно потреблять добычу. Это тревожно, потому что наши данные говорят о том, что благодаря быстрой адаптации они только "становятся лучше" в роли эффективного инвазивного хищника", — добавил Кард.

Работа предоставляет осязаемые доказательства того, что эволюция может происходить чрезвычайно быстро в природных популяциях, приводя к серьёзным изменениям в сложных признаках, влияющих на физиологию и экологию позвоночных.