При изменении климата растения и животные часто вынуждены колонизировать новые территории или, возможно, вымирать. Поскольку климат в настоящее время меняется, биологи очень заинтересованы в том, чтобы предсказать, как миграции, вызванные климатом, повлияют на организмы с течением времени.
В исследовании, которое будет опубликовано в четверг в журнале Evolution Letters, исследователи из Университета Вирджинии и Университета штата Вашингтон раскрывают, как колонизация новых сред после последнего ледникового периода, около 15 000 лет назад, коренным образом изменила американский колокольчик, полевой цветок родом из Вирджинии.
«Растение идеально подходит для изучения, потому что оно расширило свой ареал, когда климат в последний раз потеплел и ледники отступили», - сказала Лаура Галлоуэй, профессор биологии Университета штата Калифорния и соавтор исследования. «Мы узнали, что миграция вызывает эволюцию, которая одновременно полезна, облегчая размножение растений, и вредна, снижая успех этого воспроизводства».
Исследователи штата Вашингтон секвенировали геномы американских колокольчиков со всего их нынешнего географического ареала. Они обнаружили образцы генетических мутаций, которые помогли им определить место на территории современного восточного Кентукки, в предгорьях Аппалачей, где растение, вероятно, сохранилось во время последнего оледенения. Они также показали, что процесс расширения до нынешнего ареала вида на востоке Соединенных Штатов включал повторяющиеся периоды, когда популяции были небольшими и постепенно увеличивались за счет колонизации.
Galloway и постдокторский сотрудник UVA Мэтью Коски также обнаружили, что популяции с самыми длинными путями распространения - те, которые находятся дальше всего от места своего происхождения - развили способность к самооплодотворению, но также накопили мутации, которые могут быть вредными для благополучие вида с течением времени.
Эти комбинированные изменения - самоопыление и вредные мутации - убедительно доказывают, что при колонизации новых сред растения заставляют растения приспосабливаться к отсутствию партнеров в этих средах - и поэтому они теперь могут самоопыляться - в в то же время это создает генетические изменения, которые снижают общую энергию», - сказал Галлоуэй.
Это исследование важно, сказала она, потому что оно привлекает внимание к потенциальному наследию изменения климата.
«Биологи считают, что нынешнее изменение климата означает, что виды либо адаптируются, либо умрут, либо мигрируют», - сказал Галлоуэй. «Хотя миграцию часто рассматривают как средство для размножения видов в новых условиях, в этом исследовании мы обнаружили, что существуют также неотъемлемые опасности распространения, такие как неглубокий генофонд. в небольших популяциях, ожидаемых в новых местах обитания, это может также вызвать генетические изменения, ограничивающие их способность к выживанию в долгосрочной перспективе."