Ущерб окружающей среде, вызванный деятельностью человека, может резко сократить количество видов растений и животных. В то же время очень мало известно о том, как восстанавливается биоразнообразие после прекращения загрязнения и очистки экосистемы. Как это было обычно в середине 1900-х годов, Боденское озеро, одно из крупнейших пресноводных озер в Европе, пострадало от эвтрофикации или загрязнения питательными веществами, вызванного стоками сельскохозяйственных и сточных вод.
Исследование, проведенное университетами в Констанце и Глазго (Шотландия, Великобритания), показало, что один европейский вид сига расширил свою генетическую изменчивость за счет гибридизации с другими видами сига в период эвтрофикации. Исследование, проведенное биологом из Констанца доктором Ясминкой Берманн Гедель вместе с ее коллегой доктором Кэтрин Р. Элмер из Университета Глазго, было опубликовано в журнале Nature Ecology and Evolution. Эта генетическая смесь способствовала расширению биоразнообразия после восстановления экосистемы.
Ухудшение качества воды в Боденском озере из-за повышенного загрязнения питательными веществами (эвтрофикация) разрушило естественную среду обитания и привело к исчезновению двух из пяти видов сигов, существовавших только в этом озере, а также к гибридизации три оставшихся вида. Это сказалось на коммерческом рыболовстве в озере. В 1980-х годах согласованные усилия по сокращению эвтрофикации быстро восстановили исходное состояние Боденского озера.
Биологи изучили функциональные фенотипические и геномные вариации европейского сига (Gangfisch: Coregonus lavaretus macrophthalamus), чтобы продемонстрировать, что его биоразнообразие расширилось за короткий период времени после того, как экосистема восстановилась после загрязнения питательными веществами. Менее чем за десять поколений у европейского сига развилось большое количество жаберных тычинок, которые используются для фильтрации планктона из воды, что позволило ему занять более широкую экологическую нишу, чем до эвтрофикации. Это одна из самых высоких скоростей эволюции, когда-либо зарегистрированных в животном мире.
Исследование предполагает, что такое быстрое расширение ниши стало возможным благодаря генетической изменчивости, развившейся в результате гибридизации в период эвтрофикации. «Это новое разнообразие европейского сига является изменчивостью внутри вида, которая не компенсирует потерю биоразнообразия в результате эвтрофикации», - говорит д-р Ясминка Берманн-Годель..
Результаты показывают, что функциональные изменения могут быстро восстанавливаться после восстановления экосистемы. Исследователи считают, что этот потенциал может зависеть от генетической архитектуры, экологического контекста и истории эволюции.