Недавно команда обнаружила, что две отдаленно связанных разновидности дерева используют те же самые гены, чтобы приспособиться к диапазону температур в их географическом регионе. Их результаты были изданы в журнале Science.Джейсон Холидей, адъюнкт-профессор лесных ресурсов и охраны окружающей среды в Колледже Природных ресурсов и Окружающей среды и филиала Института Науки о жизни Fralin, а также Хактана Сурена, кандидата доктора философии от того же самого отдела в Генетике, Биоинформатике и Вычислительной программе Биологии, является частью исследования команды, как деревья приспосабливаются к различным климатическим условиям.«Центральный вопрос в биологии: насколько повторяемый эволюционный процесс?
Один способ обратиться к этому вопросу состоит в том, чтобы изучить различные разновидности, приспосабливающиеся к аналогичным средам, и спросить, позволяют ли те же самые генетические решения ту адаптацию», сказал Праздник, кто также один из соавторов исследования, наряду с Суреном.После пяти лет и с помощью больше чем тридцати человек, команда изучила две различных разновидности хвойного дерева, скрученную широкохвойную сосну и внутреннюю ель, которые широко распространены в западных частях Соединенных Штатов и Канады.
Они собрали семя из-за 250 мест в западной Канаде, прежде, чем упорядочить больше чем 23 000 генов в каждом дереве.Их крупномасштабный анализ показал, что и сосна и ель используют тот же самый номер люкс 47 генов, чтобы приспособиться к геграфической изменчивости в температуре, и к соответственно приобретению времени холодной выносливости – черта, которая позволяет заводам терпеть неблагоприятные условия зимы.
Это открытие удивляло из-за эволюционного расстояния между двумя разновидностями – они начали развивать независимо более чем 140 миллионов лет, когда они разделили общего предка. Подобные разновидности часто развивают подобные черты, но степень, до которой общие черты на геномном уровне составляют подобные заметные черты в различных разновидностях, не была проверена до сих пор.
«Так как мы видим те же самые гены через различные разновидности, есть большая вероятность, что эта адаптация происходит из-за естественного отбора, а не просто случайно», сказал Сэм Иимен, доцент экологии и эволюционной биологии в Университете Калгари в Альберте, Канада и первом авторе статьи.Одно значение этой работы – то, что экологическая адаптация может быть генетически ограничена.
В то время как изменение в заметных чертах, таких как холодная выносливость, вероятно, включает сотни генов, Холидей объяснил, подмножество требуются для адаптации произойти, сравнивая разновидности, которые отличались давно. Этот результат имеет последствия для продолжающейся адаптации населения дерева к изменению климата.
«Мы должны понять адаптацию климата в других хвойных деревьях, таким образом, мы можем обратиться к деревьям, которые становятся несогласованными с местными условиями из-за изменения климата», сказала Салли Эйткен, преподаватель леса и реставрации в Университете Британской Колумбии в Ванкувере, Канада и соответствующем авторе на исследовании. «Это также поможет нам предложить лучшие рекомендации для стратегий лесоводства в изменяющихся климатах и деревья завода, которые, более вероятно, будут процветать и приспосабливаться более быстро к изменению климата».