Урожай полевого цветка в Вирджинии помогает биологам понять, как растения и животные адаптируются к новым условиям окружающей среды из-за изменения климата.
Американский колокольчик — это растение, родом из Вирджинии, но после последнего ледникового периода цветок заселил новую среду обитания и расширил свой диапазон при повышении температуры.
Исследователи из Университета Вирджинии и Университета штата Вашингтон увидели уникальную возможность в исследовании колокольчика, чтобы увидеть, как значительное изменение климата около 15 000 лет повлияло на развитие и адаптацию растения.
«Растение идеально подходит для исследования, потому что оно расширило свой диапазон, когда погода в последний раз прогрелась, а ледники были удалены», — сказала Лаура Галлоуэй, соавтор исследования. «Мы узнали, что миграция вызывает благоприятную эволюцию, способствующую размножению растений и наносящую ущерб, снижая успех этой репродукции».
Исследования показали, что некоторые виды работают, чтобы адаптироваться к изменениям окружающей среды в связи с изменением климата. Тем не менее, многие растения и животные находятся под угрозой исчезновения, и, возможно, прошлое может подсказать, что ожидать в будущем, когда последствия изменения климата станут более серьезными.
Для этого исследования исследователи секвенировали геном колокольчиков в их естественной среде обитания.
После отслеживания закономерностей генетических мутаций в районе восточного Кентукки, исследователи предположили, что именно здесь растение смогло пережить последнее оледенение, и, когда температура нагрелась, цветок распространился к востоку от штатов Штаты.
У цветочных популяций, которые были дальше от их места происхождения в Кентукки, появилась способность к самооплодотворению, чтобы помочь размножению, но эта адаптация имела свою стоимость, и у популяций растений также появились вредные мутации.
«Эти комбинированные изменения (самооплодотворение и вредные мутации) являются убедительным доказательством того, что, хотя колонизация новых сред заставляет растения адаптироваться к отсутствию партнеров в этих средах, и именно поэтому они теперь могут самооплодотворяться одновременно «Это создает генетические изменения, которые снижают общую энергию», — сказал Галлоуэй.
Исследование, опубликованное в журнале Evolution Letters, показывает, что, хотя виды могут эволюционировать и адаптироваться к новым областям, эти эволюционные изменения могут также увеличить риск вредных мутаций, которые в конечном итоге уменьшают шансы на выживание.
«Хотя миграция приведет к тому, что люди будут лучше размножаться в небольших популяциях, которые ожидаются в новых местах обитания, она также может вызвать генетические изменения, которые ограничивают их способность выживать в долгосрочной перспективе», — сказал Галлоуэй.
