Самоопыляющееся растение показало быструю потерю генетической изменчивости
Экспериментальное исследование продемонстрировало, что без визитов шмелей растение «обезьяний цветок», способное к самоопылению, потеряло значительную генетическую изменчивость всего за девять поколений.
Группа самоопыляющихся растений обезьяньего цветка (Mimulus ringens) потеряла от 13% до 24% своей генетической изменчивости по сравнению с другой группой, которую опыляли шмели.
Согласно исследованию ученых Вашингтонского университет, опубликованному в журнале Evolution, эта потеря может лишить растения способности адаптироваться к вызовам окружающей среды . Поскольку популяции пчел в природе сокращаются, результаты указывают на серьезные проблемы для дикорастущих растений и сельскохозяйственных культур, зависящих от этих опылителей.
«Мы обнаружили, что за очень короткий промежуток времени произошли серьезные последствия для геномов растений, когда им пришлось принять самоопыление», - рассказал Джеремайя Буш, биолог-эволюционист из Вашингтонского государственного университета и ведущий автор исследования.
Опылители, такие как пчелы и шмели, сами по себе важны для биоразнообразия, говорит Буш, но исследование показывает, что их сокращение также будет иметь потенциально разрушительные последствия для растений, причем быстро.
«Если исчезнут опылители, это станет проблемой не только для опылителей: популяции растений потеряют генетическое разнообразие через десятки поколений — не через тысячи, а десятки», - подчеркнул Буш.
Хотя ученые знали, что принятие самоопыления может поставить под угрозу долгосрочное выживание видов растений, они не знали точно, как это работает генетически и как быстро.
Коллеги Буша поставили контролируемый эксперимент в теплице с использованием полевых желтых обезьяньих цветков, изолировав одну группу от шмелей.
Сначала неопыляемые шмелями растения, давали мало семян, а затем много, приспособившись к самоопылению. Цветки также изменились с их мужскими и женскими репродуктивными частями, верхушками тычинок и пестиков, сдвинувшись ближе друг к другу, чтобы облегчить перенос пыльцы.
В то время как самоопыляющиеся растения продолжали размножаться, они потеряли генетическую изменчивость по сравнению с контрольной группой, которую посещали шмели.
«Адаптация является ключом к объяснению этого удивительного снижения, - сказал Буш. - В самоопыляющихся популяциях предпочтительный генотип будет распространяться, если у него есть преимущество, но также будут распространяться и все другие мутации, которые он несет, просто потому, что им посчастливилось находиться в геноме этого растения. Это явление «генетического автостопа» гораздо менее выражено, когда насекомые опылители посещают растения, потому что потомство представляет собой смесь генетической изменчивости их родителей.
Сильный инбридинг коренным образом изменил последствия адаптации. Действительно важный следующий шаг — увидеть, как быстро со временем будет снижаться жизнеспособность высоко инбредных групп — узнать, как быстро эти популяции вымрут. Нам нужно действительно понимать, каковы последствия потери опылителей. Это будет иметь значение для диких популяций растений и сельскохозяйственных культур».
(Источник: news.wsu.edu. Авторы: Сара Заске, отдел новостей и связей со СМИ WSU, Джеремайя Буш, Школа биологических наук WSU. Фото: Дмитрий Лукьянов).
Интересна тема? Подпишитесь на персональные новости в Я.ДЗЕН | Pulse.Mail.ru | Я.Новости.