Супергены амброзии: ключ к её быстрому глобальному вторжению

Исследователи из Университета Монаша обнаружили, что крупномасштабные генетические изменения, включая «супергены», являются секретом успеха обыкновенной амброзии (Ambrosia artemisiifolia) в быстрой адаптации к новым средам.

Ключевые открытия:

• Обнаружено 37 крупномасштабных генетических изменений (структурных вариантов), которые позволили сорняку стремительно захватывать разные среды по всему миру.
• Супергены — это кластеры мутаций, наследуемые как единое целое. Они сохраняют выгодные комбинации признаков, давая инвазивным видам эволюционное преимущество.

Методология:

Учёные проанализировали более 400 полных геномных последовательностей амброзии из её естественного ареала в Северной Америке и инвазивных популяций в Европе и Австралии.

Параллельная адаптация:

Несмотря на разное происхождение, популяции в Европе и Австралии прошли параллельную адаптацию к новому климату, демонстрируя сходные генетические изменения.

«Эта повторяемость генетических изменений подчёркивает предсказуемость эволюции перед лицом схожих экологических проблем», — говорит доктор Пол Баттлей.

Преодоление «бутылочного горлышка»:

Австралийская популяция, пережившая резкое сокращение численности («бутылочное горлышко»), всё равно показала яркие геномные признаки адаптации. Это доказывает, что такие события не обязательно ограничивают быструю эволюцию.

Значение и последствия:

• Супергены позволяют амброзии сохранять важные генетические комбинации при распространении, обеспечивая быструю и повторяющуюся адаптацию.
• Как основной источник пыльцы, вызывающей сезонную аллергию у миллионов людей, и серьёзный сельскохозяйственный сорняк, амброзия представляет угрозу для здравоохранения, биоразнообразия и агрокультуры.
• Понимание этих генетических механизмов может помочь в разработке стратегий контроля над её распространением.

Исследование опубликовано в журнале Molecular Biology and Evolution.