Глобальное потепление происходит быстрее эволюции
Мир становится теплее, и жизни приходится адаптироваться к новым условиям. Однако, если потепление продолжится, многим видам может быть сложно угнаться за изменениями.
«Похоже, в данном случае эволюция медленнее глобального потепления», — говорит Фредрик Ютфельт, доцент кафедры биологии Норвежского университета естественных и технических наук (NTNU).
Ютфельт является старшим автором новой статьи в Proceedings of the National Academy of Science, PNAS. Он и его исследовательская группа из NTNU потратили четыре года на изучение того, как тропический вид рыб — данио-рерио (Danio rerio) — адаптируется к более теплому климату, особенно в отношении экстремально теплых периодов. Ведущим автором является доктор Рэйчел Морган, ныне работающая в Университете Глазго.
«Это крупнейший эксперимент по искусственной эволюции, проведенный на позвоночных с акцентом на термоустойчивость», — говорит Ютфельт.
Выведены для выживания в особо теплые периоды
Для экспериментов исследовательская группа использовала данио-рерио, выловленных в дикой природе. Затем рыб целенаправленно скрещивали на основе их способности переносить самые экстремальные теплые периоды. Исследователи наблюдали примерно за 20 000 особей на протяжении шести поколений.
«Мы видим, что данио-рерио могут развивать термоустойчивость, и мы вывели линии рыб, которые лучше переносят жару. Это хорошая новость», — говорит Ютфельт.
Впечатляет то, что исследователям фактически удалось измерить эволюционную адаптацию к более теплому миру у позвоночных в лабораторных условиях.
«Проблема в том, что эволюция занимает много поколений. Эволюция повышала термоустойчивость рыб всего на 0,04 °C за поколение. Это медленнее, чем потепление, которое испытывают многие рыбы во многих местах», — сказал Ютфельт.
«Сейчас планета нагревается так быстро, что рыбы, возможно, не смогут достаточно эффективно адаптироваться к самым теплым периодам», — сказала Морган.
Теплые периоды становятся более частыми
Эволюция означает, что особи, лучше всего приспособленные к условиям окружающей среды, производят больше плодовитых потомков, чем другие представители их вида. На протяжении нескольких поколений эти изменения могут накапливаться и изменять сам вид.
Особо жаркие периоды могут навредить части рыб или сделать их неспособными к размножению. Выше определенной температуры большинство рыб погибнет.
Изменение климата повышает среднюю температуру Земли, а также вызывает более частые и интенсивные волны тепла.
«То, как организмы адаптируются к этим новым условиям, зависит от их способности выдерживать жару, акклиматизироваться и передавать полезные характеристики следующему поколению», — говорит Ютфельт.
Эволюция может не спасти виды
Одна группа данио-рерио также провела две недели в более теплой воде перед искусственным отбором, чтобы проверить, может ли эволюция повысить их способность к акклиматизации. Этого не произошло.
«Вместо этого, чем больше была способность рыб справляться с наихудшими теплыми периодами, тем больше снижалась их способность к акклиматизации. Таким образом, выигрыш в виде более высокой термоустойчивости частично компенсировался более низкой способностью к акклиматизации. В целом, скорость эволюции, вероятно, была выше в условиях нашей лаборатории, чем в природе», — сказала Морган.
«Маловероятно, что некоторые популяции данио-рерио и других тропических видов рыб смогут справиться с температурами, которые планета может испытать к концу этого века. Некоторые виды, которые уже живут на пределе своих возможностей, могут не быть спасены эволюцией. Это удивительно и печально, и это означает, что важно остановить потепление планеты», — сказал Ютфельт.