Экологические изменения человека привели к генетическим сдвигам у водяных блох
Исследователи из Швейцарского института водных наук и технологий (Eawag) и немецких университетов (Франкфурт и Констанц) проанализировали генетический материал из покоящихся яиц дафний возрастом до 100 лет. Они обнаружили, что эвтрофикация (чрезмерное обогащение питательными веществами) озёр Грейфензее и Боденского в 1970-х и 1980-х годах привела к генетическим изменениям и вытеснению одного вида водяных блох другим.
Метод «Парка Юрского периода»
Учёные смогли «оживить» покоящиеся яйца дафний возрастом более 40 лет, извлечённые из донных отложений Грейфензее. Эти яйца, которые ракообразные производят в неблагоприятных условиях, сохраняются в датируемых слоях бескислородных осадков. Это позволяет ретроспективно анализировать ДНК организмов, доминировавших в озере десятилетия назад.
Генетические последствия эвтрофикации
Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, показало:
- В начале XX века в озёрах в изобилии встречался только один вид дафний (Daphnia hyalina).
- По мере развития эвтрофикации его вытеснил другой вид (Daphnia galeata).
- В переходные периоды до и после пика поступления питательных веществ образовывались гибриды.
- Несмотря на значительное улучшение качества воды благодаря очистке сточных вод, исходный вид (D. hyalina) так и не восстановил свои позиции.
Выводы и значение
Эволюционный биолог Нора Бреде отмечает:
- Антропогенные изменения, такие как эвтрофикация, могут оказывать серьёзное и не полностью обратимое воздействие на виды животных.
- Эволюционные процессы в животном мире могут протекать чрезвычайно быстро: за 50 лет произошли измеримые изменения в геномной структуре вида.
Биологические архивы, такие как покоящиеся яйца в озёрных отложениях, — ценный инструмент для изучения реакции организмов на изменения экосистем. Сейчас исследования сосредоточены на том, как быстро растения и животные генетически адаптируются к изменениям температуры, связанным с глобальным потеплением.