Учёные из Университета Монаша выяснили, как инвазивные растения, такие как белый клевер, быстро адаптируются к новым условиям.
Исследование, опубликованное в рамках проекта «Глобальная городская эволюция» (GLUE), показало, что структурные варианты — крупные хромосомные изменения, затрагивающие сотни генов — способствуют параллельной адаптации популяций белого клевера на разных континентах.
Работа является частью крупного международного сотрудничества, возглавляемого исследователями из Университета Монаша и Университета Луизианы в Лафайете.
Доктор Пол Баттлэй из Школы биологических наук Университета Монаша, который руководил исследованием, опубликованным сегодня в журнале Nature Ecology & Evolution, сказал, что результаты показывают, насколько быстро растения могут эволюционировать при внедрении в новые регионы.
«Мы обнаружили, что популяции белого клевера, завезённые по всему миру, обладают удивительно высоким генетическим разнообразием, что позволяет им быстро адаптироваться к местному климату через эти крупные структурные варианты», — сказал доктор Баттлэй.
«Это имеет серьёзные последствия для понимания того, как распространяются инвазивные виды и как эволюция протекает в антропоцене».
Доцент Кэй Ходжинз, также из Школы биологических наук Университета Монаша, была одним из старших авторов исследования.
«Секвенируя геномы более 2600 растений с шести континентов, мы обнаружили, что крупные хромосомные перестройки неоднократно помогали популяциям адаптироваться к сходным климатическим градиентам. Это поразительный пример быстрой эволюции, происходящей на наших глазах», — сказала доцент Ходжинз.
«Это исследование подчёркивает важность международного сотрудничества для выявления скрытых генетических механизмов, стоящих за быстрой адаптацией. Оно показывает, что структурные варианты являются ключевыми факторами в том, как растения реагируют на изменения окружающей среды».
Приглашённый доцент Брэндон Хендриксон из Университета Луизианы в Лафайете сказал: «Наша работа раскрывает генетическую архитектуру, которая позволяет инвазивным растениям процветать по всему миру».
Доктор Николас Куйерс, соавтор исследования из Университета Луизианы в Лафайете, сказал: «Эти результаты демонстрируют, что эволюция — это не только медленный процесс — она происходит быстро и неоднократно в ответ на сходные климатические условия в географически разрозненных частях мира».
Профессор Марк Джонсон из Университета Торонто возглавляет инициативу GLUE. «GLUE и это исследование, в частности, иллюстрируют важность, силу и потенциал глобального сотрудничества для решения некоторых из наиболее важных и неотложных научных проблем, таких как инвазивные виды», — сказал профессор Джонсон. «Сейчас более чем когда-либо нам нужны международное сотрудничество и взаимодействие для решения великих задач, стоящих перед человечеством и системами Земли».
Новое исследование основывается на оригинальных выводах GLUE, опубликованных в Science (2022), которые показали повторяющиеся эволюционные реакции на городские условия более чем в 150 городах по всему миру.
Это последнее исследование углубляет наше понимание того, как такие виды, как белый клевер, эволюционируют через крупномасштабные структурные генетические изменения, что имеет глубокие последствия для борьбы с инвазивными видами и прогнозирования того, как экосистемы будут реагировать на ускорение воздействия человека.
Предоставлено Университетом Монаша.