Влияние потепления океанов и рек на геном рыб

Исследование учёных Манчестерского университета на четырёх видах рыб показало, что экспрессия генов меняется, когда их развивающиеся эмбрионы подвергаются воздействию более тёплой воды.

Исследование, опубликованное в журнале Science of The Total Environment, включало малую пятнистую кошачью акулу, данио-рерио, европейского лаврака и трёхиглую колюшку.

Хотя уже известно, что потепление рек и океанов вызывает прямой физиологический стресс у рыб, это исследование показывает, что воздействие на развивающиеся эмбрионы глубоко влияет на паттерны экспрессии их генов во взрослом возрасте.

Эти изменения также могут повлиять на их способность реагировать на будущие изменения температуры, что имеет последствия для выживания в условиях изменения климата во взрослой жизни.

Учёные не смогли найти последовательно дифференциально экспрессируемые гены, связанные с биологическими изменениями из-за глобального потепления.

Однако анализ Манчестерского университета предполагает, что различные фенотипы, выявленные в более позднем возрасте, могут возникать из-за изменений в организации транскриптома — считанного генетического кода, одного из ключевых элементов самой жизни.

Их выводы, основанные на сложном моделировании, показывают, что транскриптомы рыб, развивавшихся в тепле, характеризуются повышенным нарушением порядка взаимодействия генов, что подразумевает менее структурированный, более «случайный» набор генетических взаимодействий.

Профессор Холли Шилс: «Изменение климата — серьёзная угроза для животных. По мере продолжения потепления океанов и рек физиологический стресс и стресс на уровне популяции, оказываемый на рыб, будет расти. Чтобы прогнозировать и смягчать последствия глобального потепления, крайне важно понять, как оно влияет на биологическую способность животного реагировать на будущие экологические проблемы».

Доктор Дэн Рипли: «Наши результаты позволяют предположить, что воздействие повышенных температур во время развития и роста эмбриона может влиять на способность рыб реагировать на будущие вызовы, с которыми они столкнутся в дальнейшей жизни».

Доктор Адам Стивенс: «В нашем исследовании мы обнаружили, что потепление во время развития повлияло на взаимосвязи между генами. "Разводка" системы изменилась, что имело последствия для её функционирования во взрослом возрасте. Этого не наблюдалось у животных, выращенных в "контрольных" условиях».

Эмбрионы содержались либо в контрольных условиях (обычные температуры), либо в более тёплых условиях, моделирующих будущие условия при изменении климата.

После эмбриогенеза всех рыб перемещали в контрольные условия, моделируя перемещение взрослых рыб в дикой природе в поисках зон с предпочтительной температурой.

Несмотря на жизнь в предпочтительном температурном диапазоне во взрослом возрасте, между группами были обнаружены геномные различия, связанные с температурами, которые они испытывали как эмбрионы.

Эти различия были связаны с изменённой способностью реагировать на будущее потепление во взрослом возрасте.