Эволюция в реальном времени: как птицы адаптируются к глобальной засухе

Ученые из Университета штата Колорадо представили исследование, демонстрирующее, как изменение климата уже сейчас влияет на дикую природу. Объектом изучения стала желтая древесница – распространенная перелетная птица, на примере которой удалось проследить адаптационные процессы, вызванные иссушением ландшафтов и повышением температур. Результаты работы опубликованы в научном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Исследователи установили, что ключевым фактором, влияющим на генетические вариации, связанные с формой и структурой клюва птицы, является уровень осадков на территории ее гнездования. Клюв играет важную роль в способности древесницы к терморегуляции и сохранению воды в организме. Для получения этих выводов команда сопоставила геномные данные, измерения клювов и климатические переменные у птиц, отловленных в разных частях их ареала в Северной Америке и Канаде.

Работа показывает, что виды уже ощущают на себе последствия климатических изменений и ведут борьбу за выживание. Чтобы подтвердить важность формы клюва для адаптации к снижению количества осадков, ученые сравнили исторические данные о строении клюва птиц с современными, собранными волонтерами. Оказалось, что особи, чьи клювы не успели адаптироваться к новым, более засушливым условиям, испытывают более высокий уровень стресса, что в конечном итоге приводит к сокращению их популяций.

Особое внимание в исследовании было уделено физиологическому стрессу – напряжению, которое испытывает организм, когда окружающая среда выталкивает его за пределы нормального функционирования, например, при перегреве. Для измерения этого показателя ученые анализировали теломеры – защитные «колпачки» на концах ДНК, которые укорачиваются со временем по мере деления клеток, а также под воздействием стресса. У многих видов, от птиц до человека, короткие теломеры связаны с ухудшением здоровья и сокращением продолжительности жизни.

Использование длины теломер в качестве биомаркера стресса позволило наглядно продемонстрировать разрыв между тем, что требуется для выживания в быстро меняющейся среде, и тем, как на это реагируют генетические признаки. Такой подход может стать более простым и быстрым способом оценки уязвимости диких видов. Вместо многолетних полевых работ, включающих отслеживание размножения нескольких поколений, исследователи могут получить ранние предупреждающие сигналы о снижении численности популяции, проанализировав образец крови.

По мнению авторов, этот метод открывает новые возможности для изучения влияния климата на другие виды. Он позволяет связать воедино генетику, внешние признаки, условия окружающей среды и маркеры стресса, чтобы лучше понять и спрогнозировать реакцию живых организмов на глобальные изменения.