Универсальная кривая тепловых характеристик сковывает эволюцию

от

Учёные из Тринити-колледжа в Дублине обнаружили универсальную кривую тепловых характеристик (УКТХ), которая, по-видимому, применима ко всем видам и определяет их реакцию на изменение температуры. Эта УКТХ, по сути, сковывает эволюцию, поскольку ни один вид, похоже, не вырвался из ограничений, которые она накладывает на то, как температура влияет на характеристики.

Все живые существа зависят от температуры

Все живые существа зависят от температуры, но недавно обнаруженная УКТХ объединяет десятки тысяч, казалось бы, разных кривых, объясняющих, насколько хорошо виды функционируют при разных температурах. И УКТХ, по-видимому, применима ко всем видам и ко всем показателям их производительности в зависимости от колебаний температуры — будь то измерение скорости бега ящериц на беговой дорожке, плавания акул в океане или регистрация скорости деления клеток у бактерий.

Ключевой момент

Ключевой момент заключается в том, что по мере повышения температуры у всех организмов производительность медленно увеличивается, пока они не достигнут оптимума (где производительность максимальна), но затем, при дальнейшем повышении температуры, производительность быстро снижается.

Стремительное снижение показателей выше оптимальной температуры означает, что перегрев может быть опасен, угрожая физиологическому сбою или даже смерти.

Ограничения видов

Очевидный вывод из работы, опубликованной в PNAS, заключается в том, что виды могут быть более ограничены, чем предполагалось, когда дело доходит до их способности адаптироваться к глобальному изменению климата, учитывая, что в большинстве мест температура повышается.

Профессор зоологии в Школе естественных наук Тринити-колледжа Эндрю Джексон и соавтор исследования отмечают: «У тысяч видов и почти всех групп жизни, включая бактерии, растения, рептилий, рыб и насекомых, форма кривой, описывающая изменение производительности в зависимости от температуры, очень похожа. Однако разные виды имеют очень разные оптимальные температуры, варьирующиеся от 5 °C до 100 °C, и их производительность может сильно различаться в зависимости от наблюдаемого показателя производительности и рассматриваемого вида».

Результаты исследования

Старший автор, доктор Николас Пейн из Школы естественных наук Тринити-колледжа, добавил: «Эти результаты стали возможны благодаря углублённому анализу более чем 2500 различных кривых тепловых характеристик, которые включают огромное разнообразие показателей производительности для столь же огромного разнообразия видов — от бактерий до растений, от ящериц до насекомых».

Это означает, что закономерность справедлива для видов во всех основных группах, которые сильно разошлись по мере роста древа жизни на протяжении миллиардов лет эволюции.

Несмотря на это богатое разнообразие жизни, наше исследование показывает, что практически все формы жизни остаются в значительной степени ограниченными этим «правилом» о том, как температура влияет на их способность функционировать. Лучшее, что удалось эволюции, — это переместить эту кривую — жизнь не нашла способа отклониться от этой весьма специфической формы тепловых характеристик.

Следующий шаг — использовать эту модель в качестве эталона, чтобы увидеть, есть ли какие-либо виды или системы, которые могут незаметно вырваться из этого шаблона. Если мы найдём такие виды, мы будем рады узнать, почему и как они это делают, особенно учитывая прогнозы о том, как наш климат, вероятно, будет продолжать нагреваться в ближайшие десятилетия.

Предоставлено Тринити-колледжем в Дублине.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте