Что крошечные африканские лягушки могут рассказать нам об охране природы

от

Даже внутри одного вида животные по-разному реагируют на изменения окружающей среды. Новое исследование тростниковых лягушек в Восточной Африке показывает, что понимание этих различий может стать ключом к защите дикой природы.

Вырубка лесов и изменение климата меняют наши экосистемы быстрее, чем многие виды могут адаптироваться. В то время как численность популяций диких животных во всём мире сокращается, учёные спешат предотвратить исчезновение видов. Однако даже внутри одного вида стратегии сохранения часто не являются универсальными решениями.

Международная команда исследователей изучала два вида африканских тростниковых лягушек из рода Hyperolius.

Эти близкородственные амфибии обитают в Танзании, Кении и Малави. Хотя большая часть их ареала по-прежнему поддерживает богатое биоразнообразие, их среда обитания находится под угрозой из-за изменения климата, вырубки лесов и расширения сельского хозяйства.

Используя передовые технологии, исследователи изучили геномы различных популяций лягушек и использовали эту информацию, чтобы предсказать, как они могут пострадать при различных сценариях изменения окружающей среды. Результаты исследования опубликованы в журнале Evolutionary Applications.

Доктор Саймон Лодер, главный куратор и эксперт по амфибиям, был одним из авторов статьи. «Используя генетические данные, мы можем предсказать, какие популяции этих лягушек должны вызывать у нас наибольшую озабоченность», — объясняет Саймон. «Некоторые популяции, вероятно, смогут адаптироваться к прогнозируемым изменениям окружающей среды, но другие станут гораздо более изолированными. Мы можем использовать эту информацию, чтобы определить наиболее эффективную стратегию сохранения для конкретной популяции».

Хотя два вида африканских тростниковых лягушек тесно связаны между собой, они обитают в самых разных условиях — от влажных прибрежных лесов до более прохладных горных районов. Изучая их ДНК, учёные обнаружили, что разные популяции лягушек, вероятно, будут демонстрировать характеристики, лучше приспособленные к их окружению.

Генетическое разнообразие

Генетическое разнообразие относится ко всем миллионам характеристик, которые закодированы в геномах живых существ. Эта генетическая информация передаётся от предков человека и часто является результатом миллионов лет эволюции.

Популяции с высоким генетическим разнообразием с большей вероятностью будут устойчивы к изменениям окружающей среды, поскольку более высокая вариативность в их генах позволяет им адаптироваться и развиваться более эффективно.

Небольшие изолированные популяции с большей вероятностью будут иметь низкое генетическое разнообразие из-за инбридинга. Это снижает их способность к адаптации. По мере фрагментации среды обитания популяции, вероятно, станут более изолированными.

Гены также могут рассказать нам, насколько хорошо популяция может справиться с будущими изменениями в окружающей среде. Например, группа животных может быть хорошо приспособлена к текущим климатическим условиям, таким как температура, количество осадков и влажность. Но насколько хорошо их гены соответствуют тому, что потребуется для адаптации к будущим изменениям? Это известно как генетическое смещение.

Высокое генетическое смещение означает, что генетический состав популяции может больше не соответствовать будущим условиям, и поэтому ей будет сложно выжить и размножаться. Низкое генетическое смещение означает, что гены популяции уже близки к тому, что потребуется, и поэтому они, вероятно, будут более устойчивыми.

К концу века большая часть среды обитания тростниковых лягушек по всему ареалу может исчезнуть. Но генетические образцы показывают интересную историю о потенциальном воздействии, которое разрушение среды обитания может оказать на амфибий.

Исследователи выявили три основные генетические группы: одна в Кении, одна в Танзании и одна изолированная популяция в Малави. Генетические различия, выявленные у танзанийских лягушек, могут также оправдать их дальнейшее разделение на северную, центральную и южную популяции.

Центральная и южная популяции Танзании имеют высокое генетическое разнообразие и низкое генетическое смещение, и поэтому, вероятно, будут устойчивы к прогнозируемым изменениям окружающей среды. Команда предполагает, что эти популяции могут служить генетическими резервуарами для повышения разнообразия в окружающих небольших популяциях. Это означало бы защиту лесных коридоров для обеспечения потока генов по всему региону.

Популяция в Кении генетически уникальна по сравнению с ближайшими лягушками в северной Танзании. Низкое генетическое разнообразие и генетическое смещение могут сделать эту популяцию особенно уязвимой к изменениям окружающей среды.

Однако исследователи советуют не смешивать их с танзанийскими амфибиями, поскольку гибриды могут ещё больше снизить генетическое разнообразие и повлиять на их местную адаптацию к более влажному климату. Поэтому для этой популяции защита их лесной среды обитания имеет важное значение для их будущего выживания.

Лягушки из Малави имели очень низкое генетическое смещение с местной адаптацией к экстремальным температурам и поэтому, вероятно, будут более устойчивы к потеплению климата. Но они также являются наиболее географически изолированными лягушками в исследовании и имели очень низкое генетическое разнообразие.

В этом случае исследователи рекомендуют природоохранные инициативы, которые создают и улучшают среду обитания, предназначенную для помощи в создании новых популяций, а также соединяют среды обитания для объединения других существующих популяций, которые не были включены в это исследование.

«Африканские тростниковые лягушки — хороший пример того, как мы можем подойти к сохранению», — говорит Саймон. «Амфибии особенно чувствительны к изменениям окружающей среды, поэтому они являются хорошими индикаторными видами того, что происходит в этих средах обитания».

«Я думаю, было бы интересно проверить это на других видах, чтобы увидеть, наблюдаем ли мы аналогичную закономерность. Но в этом исследовании мы хотели показать, что если у вас есть ДНК из популяции, а также данные о текущих и будущих условиях окружающей среды, вы можете многое узнать об их потребностях и использовать это для информирования о сохранении».

Предоставлено Natural History Museum.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте