Высокие столетние ситхинские ели, растущие в самом сердце долины Кармана на острове Ванкувер, кажутся безмятежными и неизменными.
На самом деле, каждый до отказа набит эволюционным потенциалом.
Исследователи UBC соскоблили кору и собрали иголки с 20 таких деревьев прошлым летом, отправив образцы в лабораторию для секвенирования ДНК. Результаты, опубликованные недавно в Evolution Letters, показали, что одно старое дерево может иметь до 100 000 генетических различий в последовательности ДНК между основанием дерева, где была собрана кора, и верхушкой кроны.
Каждое различие представляет собой соматическую мутацию или мутацию, которая происходит в ходе естественного роста, а не во время репродукции.
Это первое свидетельство огромной генетической изменчивости, которая может накапливаться в некоторых из наших самых высоких деревьев. Ученые десятилетиями знали о соматических мутациях, но очень мало о том, как часто они происходят и вносят ли они значительный вклад в генетические мутации. вариации», - сказала Салли Эйткен, ведущий исследователь исследования и профессор лесного хозяйства Университета Британской Колумбии. «Теперь, благодаря достижениям в секвенировании генома, мы знаем некоторые ответы».
Исследователи выбрали ситхинскую ель, потому что она является одним из самых высоких деревьев, растущих на северо-западе Тихого океана, и взяли образцы исключительных деревьев в провинциальном парке Кармана-Уолбран.
«Поскольку эти деревья живут так долго и вырастают такими высокими, они способны со временем накапливать огромные генетические вариации», - объяснил Винсент Хэнлон, который проводил исследование в рамках своей магистерской программы на факультете лесного хозяйства. в UBC.
"В среднем деревья, которые мы взяли для исследования, были возрастом от 220 до 500 лет и высотой 76 метров. В Калифорнии есть секвойя высотой 116 метров, но эти ситхинские ели были довольно большими."
Исследователи говорят, что потребуется больше времени и дальнейших исследований, чтобы точно понять, как различные соматические мутации повлияют на эволюцию дерева как вида.
«Большинство мутаций, вероятно, безвредны, а некоторые, вероятно, будут опасными», - объяснил Эйткен. «Но другие мутации могут привести к генетическому разнообразию, и если они передаются потомству, они со временем будут способствовать эволюции и адаптации».
Изучение скорости соматических мутаций у различных видов деревьев может пролить свет на то, как деревья, которые не могут развиваться так же быстро, как другие организмы, такие как животные, из-за их долгой жизни, тем не менее выживают и процветают, сказал Эйткен.
«Мы часто видим популяции деревьев, которые хорошо адаптируются к местному климату и развивают эффективные реакции на меняющиеся стрессы, такие как вредители и насекомые», - добавила она. «Наше исследование дает представление об одном генетическом механизме, который может помочь сделать это возможным».