Эволюционная геномика раскрывает потенциал адаптации к изменению климата
Глобальное изменение климата радикально изменит условия окружающей среды. Виды, неспособные справиться с новыми условиями, вынуждены либо смещать ареал обитания, либо адаптироваться генетически, иначе им грозит вымирание. Однако для большинства видов их реальная реакция до сих пор не ясна.
Международная команда учёных под руководством исследователей из Зенкенберга и LOEWE-Центра трансляционной геномики биоразнообразия предлагает новый подход для прогнозирования. Их метод предполагает изучение генома, чтобы определить, насколько у вида есть «запас прочности» для генетической адаптации к новым условиям. Эта информация затем комбинируется с другими данными (например, о потенциале расселения или темпах потепления) в так называемые эко-эволюционные прогностические модели.
«Мы не можем просто проецировать вид с его текущими свойствами в будущее; мы должны учитывать, в какой степени вид способен адаптироваться. Игнорируя этот потенциал, прогнозы не отражают реальность. Комбинируя геномные и экологические данные, мы можем значительно улучшить эти модели», — говорит профессор Маркус Пфеннигер.
Степень эволюционных изменений вида зависит от:
- Генетического разнообразия его генома.
- Размера популяции в конкретной области.
- Генетического обмена между разными популяциями.
Современные технологии и вычислительные подходы позволяют расшифровать геном вида и оценить его долгосрочный эволюционный адаптационный потенциал.
«Это позволяет быстрее прогнозировать "победителей" и "проигравших" в условиях изменения климата и вовремя принимать необходимые меры по сохранению», — объясняет ведущий автор исследования д-р Анн-Мари Вальдфогель.
Учёные подчёркивают, что в краткосрочной перспективе генетический анализ всех видов мира нереалистичен. Сначала следует сконцентрироваться на видах, имеющих особое значение для экосистем, например, на многих видах пчёл как ключевых опылителях.
Новый подход рассматривается как важный инструмент для науки и общества. Методологическая основа может служить руководством для других исследователей в выборе видов, методов и типов анализа. Однако для оценки угроз необходимы более масштабные исследования.
«На сегодня мы знаем геномный адаптационный потенциал лишь нескольких модельных организмов. Нам явно нужны гораздо более комплексные исследования. С этой задачей в одиночку учёные не справятся. Требуются крупные консорциумы и помощь общественности, например, в сборе образцов. Методические "строительные блоки" для нашего подхода уже существуют — осталось собрать их и начать сбор данных», — резюмирует Пфеннигер.