Исследование обнаруживает признаки восстановления после загрязнения экосистемы

Загрязнение окружающей среды, вызванное деятельностью человека, может резко сократить количество видов растений и животных. При этом мало что известно о том, как восстанавливается биоразнообразие после прекращения загрязнения и очистки экосистемы.

Как было распространено в середине XX века, Боденское озеро, одно из крупнейших пресноводных озер Европы, пострадало от эвтрофикации — загрязнения питательными веществами из-за стока сельскохозяйственных и сточных вод. Исследование университетов Констанца и Глазго показало, что один вид европейского сига расширил свою генетическую изменчивость за счет гибридизации с другими видами сигов в период эвтрофикации. Исследование под руководством биолога из Констанца доктора Ясминки Берман-Годель и её коллеги доктора Кэтрин Р. Элмер из Университета Глазго было опубликовано в журнале Nature Ecology & Evolution. Эта генетическая смесь способствовала расширению биоразнообразия после восстановления экосистемы.

Ухудшение качества воды в Боденском озере из-за эвтрофикации разрушило естественные места обитания и привело к вымиранию двух из пяти видов сигов, существовавших только в этом озере, а также к гибридизации трёх оставшихся видов. Это повлияло на коммерческий промысел в озере. В 1980-х годах согласованные усилия по сокращению эвтрофикации быстро восстановили исходное состояние Боденского озера.

Биологи изучили функциональную фенотипическую и геномную изменчивость европейского сига (гангфиш: Coregonus lavaretus macrophthalamus), чтобы показать, что его биоразнообразие расширилось за короткий период после восстановления экосистемы от загрязнения питательными веществами. Менее чем за десять поколений у европейского сига развился широкий разброс в количестве жаберных тычинок — структур, используемых для фильтрации планктона из воды, — что позволило ему занять более широкую экологическую нишу, чем до эвтрофикации. Это одна из самых высоких скоростей эволюции, когда-либо зарегистрированных в животном мире.

Исследование предполагает, что это быстрое расширение ниши стало возможным благодаря генетической изменчивости, возникшей в результате гибридизации в период эвтрофикации. «Это новое разнообразие у европейского сига — это изменчивость внутри вида, которая не заменяет потерю биоразнообразия в результате эвтрофикации», — говорит доктор Ясминка Берман-Годель.

Результаты демонстрируют, что функциональная изменчивость может быстро восстановиться после восстановления экосистемы. Исследователи полагают, что этот потенциал может зависеть от генетической архитектуры, экологического контекста и эволюционной истории.