Эволюция в действии: рыба быстро адаптируется к смертельным уровням загрязнения

Эволюция активно работает, чтобы спасти некоторых городских рыб от смертельной, изменённой человеком среды. К такому выводу пришло исследование под руководством Калифорнийского университета в Дэвисе, опубликованное 9 декабря в журнале Science.

Хотя изменения окружающей среды опережают скорость эволюции для многих видов, атлантическая фундулюс, обитающая в четырёх загрязнённых эстуариях восточного побережья США, оказалась удивительно устойчивой. Эти рыбы адаптировались к уровням высокотоксичных промышленных загрязнителей, которые обычно убивают их.

Исследование показало, что фундулюс в до 8000 раз более устойчива к такому уровню загрязнения, чем другие рыбы. Хотя эта рыба не имеет коммерческой ценности, она является важной пищей для других видов и индикатором состояния окружающей среды.

Генетическое разнообразие ускоряет эволюцию

Что делает атлантическую фундулюс особенной? Чрезвычайно высокий уровень генетической изменчивости — выше, чем у любого другого позвоночного, включая человека, измеренного на сегодняшний день. Чем больше генетического разнообразия, тем быстрее может действовать эволюция.

Однако не всем видам так повезло. Ведущий автор Эндрю Уайтхед отметил, что большинство видов, которые мы хотим сохранить, вероятно, не смогут адаптироваться к таким быстрым изменениям из-за отсутствия высокого уровня генетической изменчивости.

Эволюция как решение проблемы загрязнения? Не для большинства

Учёные секвенировали полные геномы почти 400 атлантических фундулюс из загрязнённых и чистых участков в гавани Нью-Бедфорд (Массачусетс), заливе Ньюарк (Нью-Джерси), районе Бриджпорта (Коннектикут) и реке Элизабет (Вирджиния). Эти места загрязняются с 1950–1960-х годов сложной смесью промышленных загрязнителей, включая диоксины, тяжёлые металлы, углеводороды и другие химические вещества.

Генетический анализ показал, что генетическое разнообразие фундулюс позволяет ей необычайно хорошо адаптироваться к радикально изменённым местам обитания. На генетическом уровне устойчивые популяции эволюционировали очень схожим образом. Это говорит о том, что у этих рыб уже была генетическая вариация, позволившая адаптироваться до загрязнения участков, и что для загрязнения может существовать лишь несколько эволюционных решений.

Исследование закладывает основу для будущей работы по изучению того, какие гены обеспечивают устойчивость к конкретным химическим веществам. Это может помочь понять, как генетические различия между людьми и другими видами влияют на разную чувствительность к химическим веществам окружающей среды.

Как отметил Джордж Гилкрист из Национального научного фонда, это исследование показывает, что разные популяции фундулюс, подвергшиеся воздействию токсичного загрязнения, развивают толерантность через изменения в одном молекулярном пути. Этот путь может играть аналогичную роль у многих животных, подвергающихся воздействию загрязнителей.