Ученые из Университета штата Аризона и их коллеги изучили генетические изменения, происходящие в естественно изолированной популяции дафнии Daphnia pulex. Это крошечное ракообразное едва заметно невооруженным глазом, но оно играет важную роль в пресноводных экосистемах и открывает новые факты о естественном отборе и эволюции, пишет Phys.org.
Используя передовые геномные методы, исследовательская группа проанализировала образцы ДНК почти 1000 дафний. Они обнаружили, что сила естественного отбора на отдельных генах значительно варьируется из года в год, поддерживая изменчивость и потенциально повышая способность адаптироваться к будущим изменяющимся условиям окружающей среды.
В, казалось бы, стабильных средах наблюдается значительная флуктуация, то есть случайное отклонение, в частоте генных вариантов, известных как аллели, в определенных хромосомных регионах с течением времени, даже если общая сила естественного отбора остается близкой к нулю на протяжении многих лет.
Дафнии веками завораживали биологов из-за их важной роли в водных экосистемах и способности адаптироваться к стрессовым факторам окружающей среды. Дафнии полезны для многопоколенческих генетических исследований. Кроме того, их часто используют в качестве модельных организмов для тестирования токсичности пресной воды, поскольку они имеют быстрый бесполый репродуктивный цикл и чувствительны к различным загрязнителям.
Способность зоопланктона быстро адаптироваться к изменениям окружающей среды может содержать подсказки о том, как другие виды будут реагировать на загрязнение, изменение климата и другие стрессоры, вызванные человеческой деятельностью.
Было показано, что большинство участков, исследованных на геноме дафнии, испытывают изменяющиеся давления отбора в течение периода исследования. В среднем эти давления имеют тенденцию уравновешиваться, чтобы иметь небольшой общий эффект. Это означает, что ни одно направление отбора не доминирует последовательно с течением времени. Вместо этого генетические преимущества или недостатки определенных признаков меняются от одного периода к другому.
Результаты исследования бросают вызов традиционному убеждению, что измерение генетического разнообразия (диапазона различных признаков в популяции) и генетической дивергенции (различий между популяциями) может легко показать, как последовательно работает естественный отбор. Вместо этого естественный отбор, по-видимому, работает с большей тонкостью и сложностью, чем считалось ранее.
Исследование показывает, что эволюция более динамична и сложна, чем кажется на первый взгляд. Влияние окружающей среды на гены часто меняется, что, возможно, помогает видам сохранять генетическое разнообразие, необходимое для адаптации к будущим условиям. Это новое понимание может побудить ученых переосмыслить то, как они изучают эволюцию в дикой природе.
Ранее ученые нашли в глубинах океана загадочное существо на ножках.