Które zwierzęta przetrwają zmiany klimatyczne?
Wahania temperatury i utrata siedlisk już sprawiły, że wiele gatunków znalazło się na skraju wyginięcia lub zniknęło. Niektórym stworzeniom dostosowanie się do zmieniających warunków przychodzi jednak znacznie łatwiej niż innym.
Ratunkiem dla wielu gatunków w zmieniającym się klimacie są migracja lub przystosowanie się. Zazwyczaj jednak procesy ewolucyjne pozwalające żywym istotom dostosować się do zmian środowiska trwają tysiące czy miliony lat - o wiele za długo, by ten mechanizm umożliwił przetrwanie błyskawicznie następujących zmian klimatycznych.
Prawdziwym mistrzem przetrwania jest ciernik. To niewielka ryba o długości 5-11 cm, która od lat jest obiektem zainteresowania biologów. Cierniki posiadły bowiem niezwykłą zdolność życia w bardzo szerokim zakresie temperatur i równie dobrze czują się w wodzie morskiej, co w słodkiej. Nawet ich ciała przybierają rozmaite kształty zależnie od środowiska, w którym żyją.
Co sprawia, że są tak odporne na zmiany? - Współczesna wersja darwinowskiej ewolucji przez dobór naturalny zakłada, że organizmy z genami sprzyjającymi przetrwaniu i rozmnażaniu będą miały tendencję do pozostawiania większej liczby potomstwa, powodując wzrost częstotliwości pojawiania się ich genów w kolejnych pokoleniach. W rezultacie z czasem populacje lepiej dostosowują się do nowego środowiska - mówił portalowi "Science Alert" Alan Garcia-Elfring z Katedry ds. Badań nad Bioróżnorodnością na Uniwersytecie McGill.
Naukowiec podkreśla, że ten proces zwykle badany był jednak retrospektywnie. Naukowcy mogli badać jedynie rezultat tych zmian na przykładzie tych populacji, które już takie przemiany przeszły, a nie obserwować ich przebieg na bieżąco. - To może utrudniać zrozumienie sekwencji wydarzeń, na przykład tego, jakie cechy były najważniejsze w procesie przystosowania i dokładnie kiedy oraz co doprowadziło do adaptacji gatunku - dodaje Garcia-Elfring.
Żeby zbadać, jak działa dobór naturalny w czasie rzeczywistym, naukowcy wzięli pod lupę sześć populacji ciernika żyjących w ujściach rzek u wybrzeży Kalifornii. To trudne miejsce do życia dla ryb. Panujące w wodzie warunki zmieniają się w zależności od pory roku i tego, czy trwa susza, czy też opadów jest więcej. Drastycznej zmianie ulega tam m.in. stopień zasolenia wody. - Najprawdopodobniej bardzo podobnie wyglądały warunki, z jakimi musiały dawać sobie radę cierniki, które 10 tys. lat temu kolonizowały nowoutworzone jeziora słodkowodne powstałe po cofnięciu się lodowców - uważa prof. Rowan Barrett, który nadzorował badanie.
Tylko te ryby, które są w stanie tolerować tak gwałtowne przemiany, przeżywają do następnego sezonu i pozostawiają po sobie potomstwo. Naukowcy, by zbadać jak przebiega proces tego doboru naturalnego sekwencjonowali genom ryb przed i po sezonowych zmianach w ich środowisku. Okazało się, że zmiany w genomie zwierząt zachodzą o wiele szybciej, niż sądzili naukowcy i są zauważalne już po jednym sezonie. - Zmiany genetyczne wystąpiły w niezależnych od siebie populacjach, co pokazuje, jak szybko można wykryć skutki doboru naturalnego" - mówi Alan Garcia-Elfring.
Dlaczego to odkrycie ma duże znaczenie? - Możemy wykorzystać różnice genetyczne, które wyewoluowały w przeszłości, by próbować przewidzieć, w jaki sposób dana populacja w przyszłości przystosuje się do środowiskowych czynników stresogennych, takich jak zmiana klimatu - mówi Garcia-Elfring. W kolejnych badaniach naukowcy planują sprawdzać, jak powtarzalne są obserwowane przez nich dotąd zmiany genetyczne i czy pojawiają się one rok po roku. Chcą w ten sposób przetestować, czy są w stanie rzetelnie prognozować ewolucyjną przyszłość tych populacji.
