De genen van deze zangvogel laten zien hoe klimaatverandering de evolutie heeft versneld

Deze bevindingen dragen bij aan een onderzoek dat erop wijst dat de klimaatverandering de evolutie van sommige dieren in een snel tempo dwingt. Wetenschappers zeggen dat dit werk – versneld door de vooruitgang in de genetische sequencing-technologie – helpt begrijpen hoe dieren in het wild zich kunnen aanpassen en reageren op de druk van de stijgende temperaturen op aarde.

En in het geval van de zuidwestelijke wilgenvliegenvanger ontdekten de onderzoekers dat vogels tegenwoordig waarschijnlijker gunstige genen hebben die verband houden met het omgaan met hittestress dan een eeuw geleden.

“Als mensen het woord ‘evolutie’ horen, denken ze dat het duizenden of miljoenen jaren zal duren, maar deze studie laat zien dat dit ongelooflijk snel kan gebeuren als gevolg van de klimaatverandering”, zegt Alison Schultz, een ornitholoog bij het Los Angeles County Museum of Natural History. . Hij hielp bij het verstrekken van historische monsters voor onderzoek, die dat wel waren gepubliceerd In de natuur verandert het klimaat in juni.

Talrijke onderzoeken naar organismen hebben veranderingen gedocumenteerd die terug te voeren zijn op een opwarmende planeet, zoals sommige planten die kleinere bladeren laten groeien tijdens bijzonder hete zomers. Maar deze organismen geven deze veranderingen niet noodzakelijkerwijs door aan hun nakomelingen, zoals de onderzoekers met vliegenvangers hebben gedocumenteerd, legt Sheila Turbeck uit, een postdoctoraal onderzoeker aan de Colorado State University die het onderzoek leidde.

De zuidwestelijke vogel, zegt de National Park Service Maken Het kenmerkende ‘fitz-bew’-lied werd in 1995 op de lijst van federaal bedreigde diersoorten geplaatst. De soort wordt niet alleen bedreigd door de klimaatverandering, maar ook door het verlies van leefgebied langs rivieroevers en andere gebieden waar de soort broedt. de hitte kwijt.

De onderzoekers hebben het DNA van meer dan 200 moderne vliegenvangers uit het broedgebied van de vogels gesequenced. Vervolgens vergeleken ze de sequenties met museumexemplaren die eind 19e en begin 20e eeuw in de buurt van San Diego waren verzameld.

Hiervoor moeten kleine stukjes van de teenkussentjes van de vogel worden verwijderd. “Dat is niet veel genetisch materiaal om mee te werken,” zei Torbeck.

De resultaten kwamen als een verrassing: wilgenvliegenvallen in de buurt van San Diego vandaag zouden waarschijnlijk nuttig zijn Genen die hen helpen om te gaan met nattere dagen dan in het verleden het geval waren, wat erop wijst dat de vogels zijn geëvolueerd als reactie op de klimaatverandering.

De onderzoekers stelden vast dat deze genen mogelijk bij de vogels zijn geïntroduceerd tijdens hun vermenging en kweek met wilgenvliegenvangers uit de Pacific Northwest en de Desert Southwest. Daarom werd het nieuwe genetische materiaal dat nuttig bleek om te overleven overgedragen.

Torbeck zei dat de ontdekking toekomstige inspanningen voor natuurbehoud ten goede zou kunnen komen. Wetenschappers zouden bijvoorbeeld dieren uit verschillende regio’s kunnen mengen, waardoor mogelijk gunstige genen kunnen worden geïntroduceerd van dieren die beter zijn aangepast aan nieuwe klimatologische omstandigheden en kwetsbare populaties een impuls kunnen krijgen.

Hoe passen dieren zich aan klimaatverandering aan?

Dieren die te maken krijgen met klimaatverandering hebben drie opties, zegt Sally Aitken, hoogleraar bosbouw aan de Universiteit van British Columbia en co-auteur van een leerboek over natuurbehoud en populatiegenomica.

Ze zei dat ze geografisch kunnen bewegen, of in sommige gevallen eigenschappen kunnen uiten die milieuvriendelijker zijn binnen hun huidige genoom, zonder te hoeven evolueren.

Ze kunnen zich ook genetisch aanpassen, een proces waarbij het genoom van een organisme in de loop van de generaties verandert als reactie op druk vanuit de omgeving.

Torbeck en haar team zijn niet de enigen die dergelijke veranderingen bij dieren hebben gedocumenteerd. Eerder onderzoek naar genetische aanpassing heeft zich geconcentreerd op dieren zoals fruitvliegjes met kleinere, goed bestudeerde genomen. De afgelopen jaren hebben technologische ontwikkelingen het onderzoekers mogelijk gemaakt om te werken met een groep dieren met complexere genomen, zoals eekhoorns en hagedissen.

Dieren met een groter genoom, zoals salamanders en sprinkhanen, zijn nog ver weg, zegt Rene Catullo, docent biologie aan de Universiteit van West-Australië. boeken Bekijk de literatuur over dit onderwerp. “Maar we hebben ongelooflijke informatie verkregen uit oude monsters waarvan we tien jaar geleden dachten dat die onmogelijk was”, voegde ze eraan toe. “Het is een geweldige versnelling.”

Ari Hoffman, voorzitter van milieugenetica aan de Universiteit van Melbourne, waarschuwde echter dat er uitdagingen zijn bij het toeschrijven van veranderingen in genomen aan aanpassing aan klimaatverandering. Een onderzoeksartikel uit 2005 over fruitvliegjes is dat wel gepubliceerd Hij was een van de eersten die de genetische aanpassing ontdekte die wordt toegeschreven aan klimaatverandering. Maar het concentreerde zich op een enkel gen en een goed bestudeerd segment van een omgekeerd chromosoom, in plaats van op hele genetische gebieden zoals de studie van zangvogels.

Hij zei dat het bestuderen van zangvogels echter een startpunt is Het leggen van verbanden tussen genetische veranderingen en klimaatverandering is moeilijker als er meerdere genen bij betrokken zijn of als de betrokken genen niet goed bestudeerd zijn.

“Je komt vaak dit soort situaties tegen wanneer de technologie een vlucht neemt, en mensen raken er enthousiast over”, zei hij. “Maar ze realiseren zich niet dat ze voorzichtiger moeten zijn met hoe ze interpreteren wat ze vinden.”

Maar Schultz, een ornitholoog, zei dat de onderzoeksresultaten enige hoop bieden dat zangvogels zich kunnen aanpassen aan de klimaatverandering.

“Ik denk absoluut dat dit goed nieuws is”, zei Schultz.