Скорость изменения окружающей среды является очень сложной задачей для диких организмов. При воздействии новой среды отдельные растения и животные потенциально могут приспособить свою биологию, чтобы лучше справляться с новыми нагрузками, которым они подвергаются, — это известно как фенотипическая пластичность.
Пластичность, вероятно, важна на ранних стадиях колонизации новых мест или при воздействии токсичных веществ в окружающей среде. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Ecology & Evolution, показывает, что ранняя пластичность может влиять на способность впоследствии развивать генетические адаптации для завоевания новых мест обитания.
Морской кампион, прибрежный полевой цветок из Великобритании и Ирландии, адаптировался к токсичным, богатым цинком промышленным отходам горнодобывающей промышленности, которые убивают большинство других видов растений . Толерантные к цинку растения эволюционировали из чувствительных к цинку прибрежных популяций отдельно в разных местах несколько раз.
Чтобы понять роль пластичности в быстрой адаптации, группа исследователей под руководством Бангорского университета провела эксперименты на морском кампионе.
Поскольку толерантность к цинку менялась несколько раз, это дало исследователям возможность выяснить, делает ли предковая пластичность более вероятным использование одних и тех же генов разными популяциями, подвергающимися воздействию одной и той же окружающей среды.
Подвергая толерантные и чувствительные растения как благоприятной, так и загрязненной цинком среде и измеряя изменения в экспрессии генов в корнях растения, исследователи смогли увидеть, как пластичность прибрежных предков проложила путь к очень быстрой адаптации.
«Морской севок обычно растет на скалах и галечных пляжах, но добыча полезных ископаемых открыла для них новую нишу, которую другие растения не смогли использовать. Наши исследования показали, что некоторая полезная пластичность прибрежных растений помогла минным растениям так быстро адаптируются», — говорит доктор Алекс Пападопулос, старший преподаватель биологии.
«Примечательно, что если ген благотворно реагирует на новую среду у предковых растений, гораздо более вероятно, что этот ген будет повторно использоваться во всех линиях, которые независимо адаптируются к новой среде. Фенотипическая пластичность может сделать его более вероятно, что был бы тот же эволюционный результат, если бы лента жизни была воспроизведена заново. Если мы поймем пластическую реакцию видов на изменение окружающей среды , мы сможем лучше подготовиться к прогнозированию воздействия изменения климата на биоразнообразие».
Теги: растения
