Статьи

Климатические изменения следует оценивать по их влиянию на отдельные популяции

Влияние климатических изменений на биоразнообразие нужно оценивать по генетическому спектру популяций каждого вида: хотя вид внешне может казаться устойчивым к переменам климата, они способны привести к скорейшему истощению его эволюционно-генетических резервов.

К примеру, у нас есть какой-то вид птиц; что случится, если температура в месте его обитания поднимется? Уменьшится ли плодовитость, откочует ли весь вид в более холодные районы — или же потепление не окажет на него никакого влияния? Если у вида широкий ареал, то, возможно, исчезновение той или иной популяции не слишком ему повредит, так как численность будет восстановлена за счёт других популяций.

Однако, как уверяют исследователи из франкфуртского Центра по изучению климата и биоразнообразия (Германия), если взглянуть на проблему с точки зрения генетики, то даже исчезновение одной популяции может привести к непоправимым последствиям.

Суть проблемы в явлении скрытого разнообразия: внутри одного вида может «прятаться» несколько разных, хотя чисто внешне никаких различий между ними нет. Это внутреннее разнообразие, как легко догадаться, вскрылось благодаря ДНК-анализу. Генетические различия между популяциями часто оказывались столь значительны, что порой их приходилось выводить в новый вид. Исследователи решили проверить, как повлияет глобальное потепление на несколько видов ручейников, подёнок и веснянок, чьи личинки живут в холодных горных источниках центральной Европы. Все они очень чувствительны к температуре среды и, кроме того, не могут преодолевать большие расстояния.

Исследователи оценивали генетическое разнообразие популяций насекомых по митохондриальному геному: ДНК митохондрий относительно консервативна, и уж если в ней произошли какие-то изменения, то не считаться с ними нельзя. Это позволило учёным в рамках каждого вида выделить так называемые эволюционно значимые единицы, то есть такие популяции, которые значительно отличались генетически от всех прочих. Затем с помощью компьютерных моделей экологи оценивали влияние температурных изменений уже не на видовой состав, а на генетическое разнообразие внутри каждого выбранного вида.

Как пишут исследователи в журнале Nature Climate Change, температурные изменения (как в сторону повышения, так и в сторону понижения) приведут к исчезновению 79% эволюционно значимых популяций уже к 2080 году. Если температура будет колебаться не столь резко (скажем, из-за уменьшения выбросов парниковых газов), то под угрозой исчезновения оказываются только 59% таких популяций. Таким образом, как заключают учёные, климатические подвижки прежде всего и сильнее всего отражаются на генетическом составе вида.

Обычный вид, который представляет собой совокупность популяций, не исчезнет за такой срок, но его генетическое разнообразие сильно пострадает, хотя это и не заметишь невооружённым глазом. Обеднение генетического разнообразия истощает эволюционный резерв вида. Иными словами, у вида уменьшаются шансы приспособиться к меняющимся условиям среды из-за ликвидации генетических резервов. Всё это говорит о том, что влияние климатических изменений на биоразнообразие следовало бы учитывать намного более строго.

С другой стороны, как справедливо замечают комментаторы, полученные результаты имеют значение для видов, популяции которых мало общаются друг с другом и у которых генетическое разнообразие легко оценить по популяционным «островкам». Чтобы сделать представление о влиянии изменений климата на скрытое генетическое разнообразие общим для всей экологической науки, необходимо понять, как можно оценить его в случае интенсивно мигрирующих видов — например, тех же птиц или рыб.