Vrste ubrzavaju prilagodbu kako bi pobijedile učinke toplijih oceana

Suspense: The Name of the Beast / The Night Reveals / Dark Journey (Srpanj 2019).

Anonim

Neke vrste riba se prilagođavaju kako bi preživjele promjene u okolišu bez značajne genetske evolucije, pokazalo je istraživanje Sveučilišta East Anglia i Sveučilišta Dalhousie u Kanadi.

Takve promjene znače da vrste koje prijeti klimatskim promjenama mogu pronaći načine prilagodbe mnogo brže nego kroz promjene u DNK, koje dolaze s evolucijom.

Istraživači su proučavali Leucoraja ocellata, u vodama starim oko 7000 godina i znatno toplije od onih gdje se nalazi ostatak vrste. Primijetili su mnoge fizičke i funkcionalne prilagodbe koje dopuštaju vrsti da se nosi sa značajno različitim skupom ekoloških uvjeta promatranih u ovom plitkom, toplom staništu.

Dr. Jack Lighten iz UEE School of Environmental Sciences kaže da je ova vrsta prilagodbe posljedica epigenetskih promjena - uzrokovanih modifikacijom ekspresije gena, gdje se upute u DNA pretvaraju u funkcionalni produkt, tj. Protein.

Ove prilagodbe su osobito važne za vrste s dugim razdobljem sazrijevanja i nizak reproduktivni potencijal, kao što obično ove karakteristike životne povijesti rezultiraju sporom evolucijom. Brze promjene u ekspresiji gena, bez obzira na promjene u sekvenci DNA, mogu omogućiti brzu modifikaciju bioloških svojstava organizama i gorivo obliku brzih adaptacija.

Dr. Lighten je rekao: "Postoji obilje fosilnih dokaza koji ukazuje na brzu klimatsku promjenu, ne pružaju dovoljno prilika da se mnoge vrste prilagode, što znači da su izumrle ili ograničene na manje površine prikladnog staništa.

"Ali prilagodbe u evolucijskom potencijalu kroz ekspresiju gena mogu omogućiti vrstama s dugim sazrijevanjem i niskim reproduktivnim izlazom (i tako niskim evolucijskim potencijalom) da prežive i prilagode se različitim sredinama - nešto što može od vitalne važnosti za buduće preživljavanje morskih pasa, klizaljki i zraka u svjetlu budućih klimatskih promjena. "

Klizaljke su osnovale istraživanje jer, usprkos niske reproduktivne proizvodnje i dugog vremena sazrijevanja, koje su osjetljive na promjene u okolišu, zadržale su se više od 150 milijuna godina i dvije masovne izumiranja, što upućuje na to da imaju elastičnost i evolucijsku strategiju koja im omogućuje izdržati promjene okoliša. Štoviše, jedna od populacija je kritično ugrožena i pokazuje neke zanimljive razlike u izgledu i eko-fiziologiji u odnosu na ostale vrste.

Proučavane su dvije populacije zimskog klizača u Atlanti Kanadi - jedna je endemska i ugrožena populacija u južnom zaljevu Sv. Lovre i velika populacija na Scotian Polici. Populacija južnog zaljeva nalazi se na znatno plićoj površini, koja u ljetnim mjesecima vidi 10 ° C viša temperatura nego na Scotian Polici, a procjenjuje se da je ovo toplije stanište samo 7000 godina.

Južni zaljev Sv. Lovrijenca Zimski klizač dramatično je smanjio veličinu tijela, za 45 posto u usporedbi s onima u drugoj populaciji i ima znatno kraći životni vijek s bržim vremenom sazrijevanja. Istraživanje ovih minijaturnih endemičnih skate gena pokazalo je tisuće promjena u ekspresiji gena.

Dr. Lighten je rekao: "Zimska je klizačica sposobna prilagoditi se dramatično drugačijem okruženju u kratkom evolucijskom vremenu s očito malom genetskom promjenom. Te prilagodljive promjene u životnoj povijesti, fiziologiji i fenotipu dogodile su se epigenetskom regulacijom koja je uzrokovala promjene u ekspresiji gena, omogućujući vrsti da brzo reagira na ekološke izazove.

"Usporedbe s populacijom u južnom zaljevu St. Lawrence pokazale su više od 3600 promjena u ekspresiji gena, što bi moglo biti odgovorno za omogućavanje ove vrste da se prilagodi toplijim plićim vodama i izazovima koji dolaze s tim."

Važnost genetskih i epigenetskih promjena u prilagodljivoj evoluciji jako se raspravlja i rezultati ove studije su značajni u dokazivanju vrijednosti proučavanja ovih varijacija, ne samo u ribi, već i drugim vrstama s kojima se susreću slični izazovi.

Dr. Lighten je rekao: "Budući da je južni zaljev Sv. Lovre mnogo plići i topliji od ostalih regija sjeverozapadnog Atlantika, a vrste su samo proširile svoj raspon na ovom području tijekom posljednjih sedam tisuća godina ili poslije posljednjeg ledenog doba, on može predstavljati prirodni modelni sustav za ispitivanje učinaka toplijih oceana na bioraznolikost morske vode. Doista, vidimo minijaturizaciju drugih vrsta u zaljevu u usporedbi s preostalim rasponom vrsta, a svi drugi dokazi upućuju na to da bi to moglo biti i zbog veće vode temperature.

"Naš rad sugerira da neki uspjeh morskih pasa, klizaljki i zraka preko vrlo dugih evolucijskih vremenskih skala može biti posljedica njihove sposobnosti da brzo reagiraju na promjene u okolišu reguliranjem ekspresije gena, a najveća prijetnja za mnoge od tih vrsta je prekomjerno ribolov. nadamo se da će naša otkrića otvoriti vrata za detaljniju analizu uloge koju epigenetika može igrati u omogućavanju ranjive i ekološki važne ribe da nastavi tijekom ovog razdoblja brzog globalnog zatopljenja „.

Papir "Adaptivni fenotipski odgovor klime omogućen epigenetikom u vrstama K-strategije, riba Leucoraja ocellata (Rajidae)" objavljena je u časopisu Royal Society Open Science.

menu
menu