Недавно команда обнаружила, что два отдаленных вида деревьев используют одни и те же гены для адаптации к диапазону температур в их географическом регионе. Их результаты опубликованы в журнале Science.
Джейсон Холлидей, доцент кафедры лесных ресурсов и охраны окружающей среды в Колледже природных ресурсов и окружающей среды и филиал Института наук о жизни Фралина, а также Хактан Сурен, доктор философии. Кандидат от того же факультета программы генетики, биоинформатики и вычислительной биологии является частью команды, изучающей, как деревья адаптируются к различным климатическим условиям.
«Центральный вопрос в биологии: насколько воспроизводим эволюционный процесс? Один из способов ответить на этот вопрос — изучить различные виды, адаптирующиеся к схожей среде, и спросить, позволяют ли одни и те же генетические решения такую адаптацию», — сказал Холлидей, который также является одним из них. соавторов исследования вместе с Суреном.
Спустя пять лет и с помощью более чем тридцати человек команда изучила два разных вида хвойных деревьев, сосну и внутреннюю ель, которые широко распространены в западных частях Соединенных Штатов и Канады. Они собрали семена из более чем 250 мест на западе Канады, прежде чем секвенировать более 23000 генов на каждом дереве.Их широкомасштабный анализ показал, что и сосна, и ель используют один и тот же набор из 47 генов для адаптации к географическим колебаниям температуры и для своевременного приобретения морозостойкости — признака, который позволяет растениям переносить неблагоприятные условия зимы.Это открытие было неожиданным из-за эволюционной дистанции между двумя видами — они начали развиваться независимо более 140 миллионов лет, когда у них был общий предок.
Схожие виды часто развивают сходные черты, но степень сходства на геномном уровне сходных наблюдаемых черт у разных видов до сих пор не проверялась.«Поскольку мы видим одни и те же гены у разных видов, существует большая вероятность того, что эти адаптации вызваны естественным отбором, а не случайностью», — сказал Сэм Йеман, доцент кафедры экологии и эволюционной биологии в Университете Калгари.
Альберта, Канада, и первый автор статьи.Одним из следствий этой работы является то, что адаптация к окружающей среде может быть генетически ограничена. Холлидей объяснил, что в то время как вариации наблюдаемых признаков, таких как холодостойкость, вероятно, связаны с сотнями генов, для того, чтобы произошла адаптация, требуется подмножество, даже при сравнении видов, которые давно разошлись. Этот результат имеет значение для постоянной адаптации популяций деревьев к изменению климата.
«Мы должны понимать адаптацию к изменению климата у других хвойных пород, чтобы мы могли решать проблемы деревьев, которые не соответствуют местным условиям из-за изменения климата», — сказала Салли Эйткен, профессор науки о лесах и охране природы в Университете Британской Колумбии в Ванкувере, Канада. и автор-корреспондент по исследованию. «Это также поможет нам предложить лучшие рекомендации по стратегиям управления лесами в условиях меняющегося климата и сажать деревья, которые с большей вероятностью будут расти и быстрее адаптироваться к изменению климата».