Алексей Никулин 
Осенью 2017 года международная группа биологов запустила масштабный эксперимент по изучению механизмов адаптации растений к новым условиям среды. Семена резуховидки Таля – неприхотливого однолетнего растения – были распределены по тридцати исследовательским площадкам в Западной и Северной Европе, регионе Средиземноморья и США. На каждой локации ученые высеяли генетический материал на двенадцати контрольных участках. Цель проекта состояла в отслеживании процессов быстрой эволюции в естественной среде.
Наблюдения в рамках сети «Геномика быстрой эволюции в новой среде» продолжались до пяти лет. Инициаторами исследования выступили специалисты Университета Гёте во Франкфурте, Центра функциональной и эволюционной экологии в Монпелье и Калифорнийского университета в Беркли. Биологи ежегодно фиксировали показатели роста и собирали образцы тканей для секвенирования ДНК, чтобы выявить генетические изменения на уровне популяций.
Анализ данных за первые три года показал, что в большинстве климатических зон растения успешно приспособились к местным факторам. Ученые обнаружили миллионы изменений в геноме, при этом на площадках с похожим климатом генетические сдвиги оказались идентичными. Наибольшим модификациям подверглись участки ДНК, отвечающие за устойчивость к засухе и время цветения. Климат выступил инструментом эволюционного отбора, закрепив те варианты генов, которые обеспечивали выживание.
На территориях с экстремально жарким и сухим климатом часть экспериментальных популяций полностью погибла. Расшифровка генома этих растений до их исчезновения выявила сильные генетические колебания. Из-за небольшого размера групп случайные мутации – процесс, известный как генетический дрейф, – взяли верх над направленной адаптацией. Растениям не хватило генетических ресурсов для выработки защитных механизмов.
Данные эксперимента показывают прямую зависимость скорости эволюционной адаптации от исходного уровня генетического разнообразия. Редкие виды растений с малочисленными популяциями оказываются наиболее уязвимыми перед климатическими сдвигами. Отсутствие широкого генетического пула лишает их возможности быстро приспособиться к температурным аномалиям и изменению режима осадков. В условиях глобального потепления это многократно повышает риск сокращения биоразнообразия.
