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

Nature Ecology & Evolution: Всеобщий предок LUCA оказался старше, чем считалось
Nature Ecology & Evolution: Всеобщий предок LUCA оказался старше, чем считалось

Международная группа исследователей под р...

Frontiers in Veterinary Science: Открыт способ отучить кошек царапать мебель
Frontiers in Veterinary Science: Открыт способ отучить кошек царапать мебель

Многие владельцы кошек сталкиваются с тем...

Ученый объяснил, как планктон выживает в турбулентных потоках
Ученый объяснил, как планктон выживает в турбулентных потоках

Как движутся частицы в турбулентных жидко...

EMBO Reports: Растения-однолюбы находят одного партнера на всю жизнь
EMBO Reports: Растения-однолюбы находят одного партнера на всю жизнь

Группа ученых из Университета Нагоя, Япон...

Frontiers in Bee Science: Жара мешает шмелям полноценно размножаться
Frontiers in Bee Science: Жара мешает шмелям полноценно размножаться

В результате климатического кризиса глобальное...

Journal of the AChemSociety: Синтетика вызывает хаос в первичном бульоне
Journal of the AChemSociety: Синтетика вызывает хаос в первичном бульоне

Наше тело состоит из триллионов различных...

Evolution: Островные летучие мыши одного вида эволюционируют по-разному
Evolution: Островные летучие мыши одного вида эволюционируют по-разному

Исследователь из Мельбурнского университе...

New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад

По мнению исследовательской группы под ру...

Science: Облик будущих партнеров запечатлен у бабочек Heliconius в генах
Science: Облик будущих партнеров запечатлен у бабочек Heliconius в генах

Тропические бабочки Heliconius хорошо известны...

Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды

В новом исследовании неврологи показали, как&n...

Ecology: Японские медведи в поисках пищи разоряют лесопосадки
Ecology: Японские медведи в поисках пищи разоряют лесопосадки

Бурые медведи, добывающие пищу на полуост...

Nature: Стволовые клетки растений подскажут, как развивается рак
Nature: Стволовые клетки растений подскажут, как развивается рак

Крошечный корень растения толщиной не бол...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Applied Catalysis: MXene поможет получать экономически выгодный зеленый водород
Applied Catalysis: MXene поможет получать экономически выгодный зеленый водород
35% переболевших коронавирусом в течение года столкнулись с ухудшением здоровья
35% переболевших коронавирусом в течение года столкнулись с ухудшением здоровья
Science Immunology: Воспаление мозга вызывает мышечную слабость после инфекций
Science Immunology: Воспаление мозга вызывает мышечную слабость после инфекций
Acta Biomaterialia: Гидрогель поможет понять механизм развития Альцгеймера
Acta Biomaterialia: Гидрогель поможет понять механизм развития Альцгеймера
CSAA: Как восстановить мир в городе после конфликта — проблемы и перспективы
CSAA: Как восстановить мир в городе после конфликта — проблемы и перспективы
Новая технология фотоэлектрических модулей оптимизирована для городских условий
Новая технология фотоэлектрических модулей оптимизирована для городских условий
Nature Ecology & Evolution: Всеобщий предок LUCA оказался старше, чем считалось
Nature Ecology & Evolution: Всеобщий предок LUCA оказался старше, чем считалось
ИИ лучше клинических тестов справился с прогнозом течения болезни Альцгеймера
ИИ лучше клинических тестов справился с прогнозом течения болезни Альцгеймера
International Journal of Hydrogen Energy: К 2045 году будем летать на водороде
International Journal of Hydrogen Energy: К 2045 году будем летать на водороде
IEEE Access: Ученые открыли доступ к данным о работе электрических сетей
IEEE Access: Ученые открыли доступ к данным о работе электрических сетей
Нанопластики нарушают структуру и функциональность белков в грудном молоке
Нанопластики нарушают структуру и функциональность белков в грудном молоке
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Cell: Впервые восстановлена трёхмерная структура хромосом шерстистого мамонта
Cell: Впервые восстановлена трёхмерная структура хромосом шерстистого мамонта
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным

Новости компаний, релизы

Ведущие игроки агрорынка представят новинки на «Дне поля» в Агробиотехнопарке Казанского ГАУ
Межсетевой экран защитит компьютерные системы от киберугроз
Университет МИСИС будет готовить специалистов в сфере квантовых технологий
40% профессионалов предпочитают работать удаленно с дачи
В Нижнем Новгороде проходит Шестой «ЯлФест-2024»