Гены, которые могут помогать шмелям адаптироваться к изменениям окружающей среды

Исследователи, изучавшие геномы шмелей, определили гены, которые, предположительно, помогают этим насекомым преодолевать экологические вызовы, такие как изменение климата.

Исследование, проведенное учеными из Лондонского университета королевы Марии и Имперского колледжа Лондона, было сосредоточено на геномных последовательностях земляного шмеля (Bombus terrestris) — одного из самых распространенных видов в Европе. Целью было понять, как они адаптировались к резким изменениям окружающей среды в недавнем эволюционном прошлом.

Команда искала в геномах участки, которые были заменены более новыми версиями за последние десятилетия — так называемые «сигнатуры отбора». Были обнаружены признаки недавних изменений в областях генома, связанных с нервной системой и развитием крыльев.

Исследователи предполагают, что эти генетические изменения, вероятно, улучшили способность шмелей летать дальше в поисках пищи в ответ на усиление фрагментации среды обитания и климатические изменения. Результаты опубликованы в журнале Molecular Biology & Evolution.

Геномный прогресс

Соавтор исследования д-р Ричард Гилл из Имперского колледжа Лондона отметил, что современные геномные методы дают беспрецедентное понимание того, как ранее недооцененные виды реагируют на изменения среды. Изучение генетических изменений позволяет лучше понять, почему одни виды чувствуют себя лучше других, и определить основные факторы давления, что может помочь в разработке стратегий смягчения последствий.

Ведущий автор исследования д-р Янник Вурм из Лондонского университета королевы Марии сообщил, что сигнатуры недавней адаптации были найдены в генах по всему геному шмеля, включая гены нервной системы и развития крыльев. Анализ множества геномов показал, что у этого вида сохраняется обширное генетическое разнообразие, что поддерживает его способность к дальнейшей адаптации.

Инструменты для защиты

Интересно, что исследователи также обнаружили необычную особенность генома шмеля: регион, содержащий 53 гена, в котором отсутствовало разнообразие, характерное для остальной части генома.

Первый автор исследования д-р Томас Колган отметил, что в отличие от высокого генетического разнообразия в большей части генома, этот богатый генами регион демонстрирует крайне низкое разнообразие как у шмелей, так и у их родственников — медоносных пчел. Эволюционные причины этой закономерности и её влияние на адаптацию вида пока полностью не ясны.

Полученные данные дают важное представление о способности ключевого опылителя адаптироваться и подчеркивают пользу геномных подходов для оценки генетического здоровья диких популяций. Исследователи предполагают, что такой подход может помочь в разработке инструментов для защиты полезных насекомых, важных для стабильности экосистем, биоразнообразия и продуктивности сельского хозяйства.

Д-р Вурм добавил, что применение разработанного геномного подхода к другим опылителям (в Великобритании их более 1500 видов) может помочь выявить виды, находящиеся в наибольшей опасности, и способствовать созданию индивидуальных стратегий сохранения.