Водяные блохи генетически адаптируются к изменению климата
Водяная блоха генетически адаптировалась к изменению климата. Биологи из KU Leuven (Бельгия) сравнили «воскрешённых» водяных блох — вылупившихся из 40-летних яиц — с более современными особями.
Водяная блоха Daphnia — зоопланктонный организм, обитающий в мелких прудах и озёрах. Обычно они размножаются бесполым путём (клонированием), но в тяжёлых условиях (нехватка пищи, волны жары) переходят к половому размножению и откладывают покоящиеся яйца. Эти яйца — инкапсулированные эмбрионы, устойчивые к суровым условиям. Они могут сохраняться в донных отложениях десятки лет и оставаться способными к вылуплению.
Используя экологию воскрешения, учёные исследовали эволюцию блох в меняющемся климате. Биолог Аурора Гертс объясняет: «При половом размножении возникает генетическая вариация. Наиболее приспособленные особи выживают и откладывают покоящиеся яйца. Вылупляя яйца из прошлого и сравнивая их с современной популяцией, мы можем реконструировать эволюционные изменения и изучить адаптацию к повышению температуры воды».
Эксперимент с природной популяцией
Биологи использовали покоящиеся яйца из озера Фелбригг-Холл (Англия), где хорошо задокументированы изменения популяции и температуры:
- За 40 лет средняя температура у озера выросла на 1.15°C.
- Количество волн жары утроилось.
Из керна донных отложений отобрали яйца из слоёв, соответствующих периодам 1955–1965 и 1995–2005 годов, вылупили их и измерили термоустойчивость популяций. Критическая максимальная температура активности у блох из современного слоя оказалась на полградуса выше, чем 40 лет назад.
Эксперимент с искусственным потеплением
В другом эксперименте популяцию Daphnia в течение двух лет содержали при двух температурных режимах: фоновой температуре и фоновой +4°C. Затем из отложений обеих групп вылупили покоящиеся яйца и измерили термоустойчивость потомства. У блох, подвергавшихся нагреву, критическая температура активности была в среднем на 3.6°C выше, чем у контрольной группы.
Выводы
Результаты показывают, что популяции водяных блох могут довольно быстро адаптироваться к повышению температуры. Это первое исследование, демонстрирующее, что животные популяции могут адаптироваться и уже адаптировались к более высоким температурам и учащению волн жары — последствиям изменения климата — посредством эволюционных изменений своей термоустойчивости.
Однако, как отмечает Гертс, генетической адаптивности может быть недостаточно: «Изменение климата может также повлиять на другие факторы: больше врагов, меньше пищи или повышенная чувствительность к паразитам. Но наши результаты показывают, что для прогнозирования реакции вида на изменение климата необходимо учитывать его эволюционную динамику».