Потепление климата повреждает ДНК исчезающих певчих птиц
Новое исследование показывает, что относительно мягкий тепловой стресс, не приводящий к гибели, может нанести долгосрочный ущерб здоровью животных. Воздействие жарких и сухих условий способно повредить ДНК птенцов в первые дни жизни, что приводит к более раннему старению, сокращению продолжительности жизни и снижению репродуктивного успеха.
Цена взросления в жаре
Исследование было сосредоточено на популяции исчезающих певчих птиц — лиловоголовых расписных малюров (Malurus coronatus) — в заповеднике Монингтон (Кимберли, Западная Австралия). Птенцы особенно чувствительны к высоким температурам из-за неподвижности, быстрого роста и незрелой физиологии. Последствия теплового стресса могут сохраняться во взрослом возрасте.
Ученые исследовали взаимосвязь между температурой и состоянием теломер — защитных ДНК-колпачков на концах хромосом. Теломеры действуют как буфер, защищающий клетки от побочных продуктов выработки энергии и стресса. Их укорочение ускоряет процесс старения клеток.
Ключевые выводы:
- Птенцы, подвергшиеся воздействию жарких и сухих условий в первую неделю жизни, имели более короткие теломеры.
- Более короткие теломеры связаны с ранней смертью и меньшим количеством потомства (подтверждено предыдущими исследованиями).
- Птенцы лучше переносили жару, если она совпадала с дождем (причина неизвестна).
Последствия в условиях потепления климата
Поскольку жаркие и сухие условия в Австралии будут учащаться, ученые создали математическую модель. Она показала, что даже при относительно умеренных темпах потепления сокращение длины теломер у птенцов может привести к снижению репродукции и сокращению популяции.
Модель указала на два потенциальных пути спасения:
- Эволюция более длинных теломер для увеличения защитного буфера. Однако это спекулятивно, так как неизвестно, сможет ли эволюция теломер идти в ногу с изменением климата.
- Сдвиг сроков размножения на более влажные периоды. Это маловероятно, так как количество дождливых дней в регионе прогнозируется к снижению, а птицы уже стараются размножаться в сезон дождей.
Ускорение глобального потепления снижает вероятность успеха любых контрмер.
Дальнейшие исследования
Скрытые и отсроченные издержки воздействия жары, выявленные в исследовании, трудно обнаружить, но они критически важны для прогнозирования влияния климата на биоразнообразие. Поскольку развивающиеся организмы в целом более чувствительны к теплу, а функция теломер схожа у разных видов, результаты могут распространяться на многих других птиц и млекопитающих.
Планы на будущее:
- Изучение того, как затраты на охлаждение для родителей (поиск тени, учащенное дыхание) сокращают время на кормление птенцов и защиту гнезда, и усугубляет ли это эффект укорочения теломер.
- Измерение температуры внутри и вокруг гнезда.
- Исследование способности самок выбирать более прохладные микроместообитания для гнезд и связи этого с качеством среды обитания.
Цель работы — информировать разработку стратегий сохранения, чтобы обеспечить будущее этого вида и других ему подобных в условиях меняющегося климата.