Международная команда исследователей с активным участием испанских ученых под руководством Моисеса Экспосито-Алонсо опубликовала результаты работы в журнале Science. Ученые показали, что растения обладают высокой способностью к генетической адаптации, но сталкиваются с четким пределом при изменении климата. Экстремально высокие температуры способны превзойти эволюционные механизмы и привести к вымиранию целых популяций.
Эксперимент с Arabidopsis thaliana в 30 регионах
Для проверки этих выводов ученые провели эксперимент беспрецедентного масштаба и проследили, как растения эволюционируют в разных климатических условиях. Они использовали модельное растение Arabidopsis thaliana и высадили до 70 000 экземпляров с высокой генетической вариативностью. Посевы разместили на 360 участках в тридцати регионах Европы, Средиземноморья, Ближнего Востока и Северной Америки.
Команда отобрала контрастные природные зоны — от холодных районов Альп до экстремально жаркого климата пустыни Негев. В эксперимент также вошли засушливые регионы юга Европы, включая Испанию и Грецию. Такой выбор позволил напрямую сравнить реакции растений на широкий диапазон температур.
Пятилетние наблюдения и анализ генома растений
В течение пяти лет исследователи позволяли растениям расти без прямого вмешательства и ограничивались удалением сорняков. Каждую весну они отбирали выжившие растения и анализировали их полный геном. Анализ выявил генетические изменения, связанные с адаптацией к конкретным условиям среды.
Срыв эволюционной адаптации при экстремальной жаре
Данные показали, что при умеренных климатических нагрузках растения адаптируются через естественный отбор существующих генетических вариаций. Ученые зафиксировали изменения сроков цветения и реакции на тепловой стресс, которые повышали вероятность выживания. Однако при переходе к экстремальным температурам популяции демонстрировали хаотические и случайные генетические изменения, что приводило к их исчезновению.
Исследователи обозначили этот рубеж как «пункт инфлексии», после которого эволюция перестает работать как защитный механизм. В работе участвовали международные научные центры, включая испанский Consejo Superior de Investigaciones Científicas (государственный совет по научным исследованиям). Эти организации внесли вклад в выявление генетических вариантов и условий, при которых климатическое давление превышает эволюционные возможности растений.
Оригинал: источник
