FCOSC: Изменение среды объясняет геномные вариации африканской лесной лягушки

Даже широко распространенные виды могут оказаться генетически уязвимыми перед лицом климатических изменений, предупреждают ученые. Изучив ДНК лужевых лягушек, обитающих в тропических лесах Центральной Африки, ученые обнаружили, что районы с широким разнообразиемокружающей среды способствуют высокой генетической вариативности.

Если эти разнообразные места обитания и лягушки, которые там живут, будут утрачены, то могут быть утрачены и генетические варианты, которые позволили бы виду эволюционировать, чтобы выжить в условиях климатического кризиса. В то же время популяции с низкой генетической вариативностью могут быстро вымереть, не сумев адаптироваться.

«Как правило, чем больше геномных вариаций в популяции, тем больше вероятность того, что она сможет отреагировать на изменения в окружающей среде, такие как будущее изменение климата», — говорит доктор Кортни Миллер из Университета Нового Орлеана, ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Frontiers in Conservation Science.

Мы хотели определить движущие силы геномных вариаций и то, как популяции могут реагировать на будущие изменения климата, — добавляет второй автор исследования доктор Герауд Тассе Табуэ из Университета Буэа.

Выживание сильнейших

Ожидается, что климатический кризис очень быстро изменит облик мира. Если животные не смогут найти подходящие места обитания, им придется приспосабливаться, либо эволюционируя, либо меняя поведение. Чем больше генетического разнообразия у вида, тем больше вероятность того, что он сможет успешно эволюционировать и выжить.

Согласно прогнозам, тропические леса Гвинейского залива и бассейна реки Конго особенно сильно пострадают от климатического кризиса. Эти леса также являются горячими точками биоразнообразия. Этому могут способствовать несколько факторов, отделяющих популяции вида друг от друга так, что они со временем становятся более разными: расстояние, физические барьеры, такие как крупные реки, изменения в окружающей среде и фрагментация леса во время плейстоцена. Такой широко распространенный вид, как лужевая лягушка, является идеальной моделью для изучения влияния этих факторов на генетическую вариативность, что крайне важно для понимания геномной уязвимости видов — насколько вероятно, что они смогут эволюционно адаптироваться к изменению климата.

Ученые отобрали образцы 191 лягушки в различных местах и средах обитания, выделили ДНК и составили карту встречаемости различных вариантов. Затем они использовали переменные окружающей среды, связанные с биологией и поведением лягушек, чтобы составить карту различий между средами обитания лягушек: годовая температура и количество осадков, их колебания в течение года, а также количество осадков в самую холодную четверть года. Для моделирования будущей среды обитания лягушек они использовали прогнозы того, как эти переменные изменятся в результате климатического кризиса. Они также использовали модели прошлого климата, чтобы понять, как доступность среды обитания в плейстоцене могла повлиять на современные изменения.

Горячие точки обитания

Объединение этих данных и их анализ с помощью специальных статистических методов позволили ученым выявить наиболее важные факторы, определяющие генетическую изменчивость луговых лягушек, и определить области, где лягушки будут более уязвимы с геномной точки зрения. Команда обнаружила, что на генетическую изменчивость лужевых лягушек влияет расстояние между участками, но в первую очередь она определяется окружающей средой. Особое влияние оказывали сезонные характеристики осадков. Ландшафты с несколькими типами местообитаний в непосредственной близости также совпадали с областями высокой генетической вариативности.

Изменения количества осадков являются основным фактором экологически обусловленных геномных вариаций для этой лягушки, — говорит Миллер.

Лягушки, обитающие на Камерунском нагорье, в экотоне лес — саванна на юге центральной части Камеруна, по экватору и от побережья до внутренних районов Габона, могут с большей вероятностью успеть за будущими изменениями климата.

Ученые также выявили несколько районов, где популяции лягушек могут не обладать достаточной генетической вариативностью, чтобы адаптироваться к резким изменениям среды обитания — например, на юго-западе Габона.

Команда предполагает, что эти выводы и аналогичные исследования по другим видам могут быть полезны для планирования природоохранных мероприятий. Однако ученые предупреждают, что их анализ лишь частично отражает генетическую вариативность лягушек, и чтобы полностью понять влияние этих вариантов на будущее выживание лужевых лягушек, необходимо связать их с фенотипическими признаками.

Нам не удалось выявить варианты, находящиеся под отбором, что могло бы дать дополнительное представление об адаптивном потенциале, — говорит Тассе Табуэ.

Но усилия по сохранению могут быть направлены на сохранение участков с высокой геномной вариативностью, предполагая, что в этих районах обитают особи, которые с большей вероятностью сохранятся в условиях изменения окружающей среды.

05.06.2024


Подписаться в Telegram



Биосфера

IFLScience: Червь, которого ученые не видели с 1956 года, был у всех на виду
IFLScience: Червь, которого ученые не видели с 1956 года, был у всех на виду

Иногда ученые открывают новые виды, иногда тер...

Zoolinnean: Ученые открыли новый вид геккона со сросшимися костями
Zoolinnean: Ученые открыли новый вид геккона со сросшимися костями

Новый вид маленькой ящерицы нашли ученые ...

Current Biology: Ученые придумали, как отпугивать акул от серфингистов
Current Biology: Ученые придумали, как отпугивать акул от серфингистов

Серфингисты могут получить долгожданную защиту...

PeerJ: Выяснилось, как хищники справляются, когда остаются без зубов
PeerJ: Выяснилось, как хищники справляются, когда остаются без зубов

Как связаны износ зубов и работа челюстей...

Memoirs of the Queensland Museum — Nature: Открыт новый вид краба-отшельника
Memoirs of the Queensland Museum — Nature: Открыт новый вид краба-отшельника

Поприветствуем новый вид крабов-отшельник...

Ученые выяснили, как защитить томаты от надвигающейся жары
Ученые выяснили, как защитить томаты от надвигающейся жары

Сорта томатов, которые дают урожай в очен...

Palaeontology: Птицу ужаса, останки которой нашли в Южной Америке, съел кайман
Palaeontology: Птицу ужаса, останки которой нашли в Южной Америке, съел кайман

Окаменелость вымершей гигантской плотоядной пт...

Nature Chemistry: Протоклетки помогут биохимикам понять, как зародилась жизнь
Nature Chemistry: Протоклетки помогут биохимикам понять, как зародилась жизнь

Короткие липиды могли стать основой первых кле...

TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем
TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем

Есть много анекдотов о том, как дики...

FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными
FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными

Раньше африканские гигантские крысы умели нахо...

JVIM: ИИ находит шумы в собачьем сердце с точностью 90%
JVIM: ИИ находит шумы в собачьем сердце с точностью 90%

Алгоритм, изначально разработанный для лю...

PNAS: Эпоху динозавров запустил лед, а вовсе не пламя
PNAS: Эпоху динозавров запустил лед, а вовсе не пламя

201,6 миллиона лет назад произошло массов...

RSTB: Социальные виды, включая людей, живут и размножаются дольше
RSTB: Социальные виды, включая людей, живут и размножаются дольше

Социальные виды живут дольше и размножают...

Science: Водные насекомые заменят пауков и мух в пищевой цепи
Science: Водные насекомые заменят пауков и мух в пищевой цепи

Животные должны получать достаточное количеств...

Nature Communications: Новый метод уменьшает количество пор в растениях
Nature Communications: Новый метод уменьшает количество пор в растениях

Химическое соединение, которое регулирует плот...

IPS&M: Инвазивные деревья могут приносить владельцам участков доход
IPS&M: Инвазивные деревья могут приносить владельцам участков доход

На брёвнах инвазивных деревьев можно выращиват...

AdFM: Сгруппировавшиеся фаги стали еще эффективнее бить бактерий
AdFM: Сгруппировавшиеся фаги стали еще эффективнее бить бактерий

Неожиданный результат при подготовке обра...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Phys.org: Ученые обнаружили 719 новых галактик в Великом аттракторе
Phys.org: Ученые обнаружили 719 новых галактик в Великом аттракторе
PNAS: Создан реактор для безопасной добычи лития из соляных растворов
PNAS: Создан реактор для безопасной добычи лития из соляных растворов
IFLScience: Червь, которого ученые не видели с 1956 года, был у всех на виду
IFLScience: Червь, которого ученые не видели с 1956 года, был у всех на виду
ИИ помог восстановить 3d барельефа буддийского храма по фото 134-летней давности
ИИ помог восстановить 3d барельефа буддийского храма по фото 134-летней давности
Ректор НИЯУ МИФИ призвал вузы запускать бизнес
Ректор НИЯУ МИФИ призвал вузы запускать бизнес
Health Communication: Как правильно общаться с людьми с диагнозом Альцгеймера
Health Communication: Как правильно общаться с людьми с диагнозом Альцгеймера
Nature Nanotechnology: Новый материал охлаждает на 72% лучше любых термопаст
Nature Nanotechnology: Новый материал охлаждает на 72% лучше любых термопаст
Zoolinnean: Ученые открыли новый вид геккона со сросшимися костями
Zoolinnean: Ученые открыли новый вид геккона со сросшимися костями
Nature: Ученые исследуют строение ядер химических элементов с помощью лазеров
Nature: Ученые исследуют строение ядер химических элементов с помощью лазеров
New Atlas: Башня RainStream сможет спасти город от пожара
New Atlas: Башня RainStream сможет спасти город от пожара
Phys.org: Космический мусор защитит будущие миссии на Луну и Марс от радиации
Phys.org: Космический мусор защитит будущие миссии на Луну и Марс от радиации
Current Biology: Ученые придумали, как отпугивать акул от серфингистов
Current Biology: Ученые придумали, как отпугивать акул от серфингистов
Школьники создали для музея бота-проводника по коммуналкам и книгам Булгакова
Школьники создали для музея бота-проводника по коммуналкам и книгам Булгакова
PeerJ: Выяснилось, как хищники справляются, когда остаются без зубов
PeerJ: Выяснилось, как хищники справляются, когда остаются без зубов
Челябинские ученые сделают коммунальные машины автономными
Челябинские ученые сделают коммунальные машины автономными

Новости компаний, релизы

На старт! Внимание! MITEX!
Международные эксперты оценили разработанную для нижегородского завода технологию
Фестиваль научных театров «Наука всем!» прошёл в Санкт-Петербурге
«Неделя без турникетов» проходит на предприятиях «Вертолетов России»
Школьных учителей приобщат в современной науке