Зоопланктон быстро эволюционирует, приобретая устойчивость к дорожной соли
Обычный вид зоопланктона — мельчайших животных в пресноводной пищевой сети — может эволюционировать и приобрести генетическую устойчивость к умеренным уровням дорожной соли всего за два с половиной месяца. Об этом говорится в новом исследовании, опубликованном онлайн в журнале Environmental Pollution. Это первое исследование, демонстрирующее, что животные могут быстро эволюционировать в сторону большей толерантности к дорожной соли. Результаты указывают, что пресноводные экосистемы могут обладать некоторой устойчивостью к 50-кратному увеличению использования противообледенительных солей с 1940-х годов.
«Эти животные эволюционировали всего за два с половиной месяца. Это очень короткий период, гораздо быстрее, чем мы часто представляем себе эволюцию», — заявил ведущий исследователь Рик Релиа, профессор биологических наук в Политехническом институте Ренсселера.
Использование противообледенительных солей выросло с 0,28 млн метрических тонн в год в 1940-х до более 16 млн тонн в год сегодня. Исследование является частью проекта Джефферсон на озере Джордж.
В новой работе исследователи проверили, может ли обычный вид зоопланктона Daphnia pulex эволюционировать для повышения устойчивости к дорожной соли. Daphnia pulex играет ключевую роль в пресноводных экосистемах как основной потребитель водорослей и важный источник пищи для рыб.
Используя резервуары объемом 1200 литров, имитирующие озерные экосистемы, исследователи подвергли дафний воздействию пяти уровней дорожной соли (хлорида натрия) — от относительно низкой концентрации 15 мг хлорида на литр (текущий уровень в озере Джордж) до высокой концентрации 1000 мг/л (имитация сильно загрязненных озер в Северной Америке). Через два с половиной месяца (примерно 5–10 поколений дафний) исследователи собрали дафний из каждого резервуара и вырастили их потомство в трех поколениях уже при низкой концентрации соли.
Затем ученые изучили, насколько хорошо потомство разных популяций выживало при последующем 48-часовом воздействии соли в концентрациях от 30 до 1900 мг/л. При промежуточных концентрациях соли популяции, ранее подвергавшиеся повышенным концентрациям, имели более высокую выживаемость, чем популяции, ранее жившие при естественных концентрациях. Например, при воздействии 1300 мг/л выживаемость потомства дафний, ранее подвергавшихся воздействию 250 мг/л, составила 92%, тогда как у потомства дафний из условия 15 мг/л — только 46%.
«При самых высоких концентрациях соли ни один из зоопланктонов не выжил. Но при умеренных концентрациях, намного превышающих те, что есть в озере Джордж, этот зоопланктон эволюционировал и стал более устойчивым», — сказал Релиа.
В последующих исследованиях лаборатория Релиа проверяет, защищают ли дафнии с приобретенной устойчивостью к соли пищевую сеть от будущего загрязнения, а также как эта устойчивость влияет на другие аспекты их жизни — рост, размножение или продолжительность жизни.