Змагання еволюції зі зміною клімату

Численні  види тварин та рослин змінюють свою поведінку та притаманні їм протягом віків закономірності розвитку (а потенційно і свою генетику) у відповідь на зміну клімату. Зміна клімату може прискорити розвиток еволюції деяких видів, але це не гарантує того, що популяції, які знаходяться під загрозою, виживуть в довгостроковій перспективі.

Саме цю думку висловлюють вчені у дослідженні, яке стверджує, що довкілля теплішає набагато швидше, ніж встигає спрацьовувати еволюційна адаптація.

Арільд Хасбі (Arild Husby) з Единбургського Університету, Сполучене Королівство, та його команда вивчали   популяцію великої синиці   (Parus major) в природних умовах в Голландії. Було визначено, що   біологічні ритми птахів на даному етапі не синхронізовані з природою , оскільки за останні чотири десятиліття вéсни стали значно теплішими. У зв’язку з цим з’являються розходження у часі між відкладанням яєць самками одного виду, що веде до виникнення нових підвидів. Пояснюється це легко: через потепління раніше квітнуть рослини, достигають фрукти і гусінь з’являється раніше. Тому пташенята, що вилуплюються пізніше, не мають у своєму раціоні, на відміну від ранніх пташенят, такої надзвичайно важливої складової як гусінь. За допомогою більш ніж 3800 досліджень було підтверджено, що підвищення температури сильно змінило ситуацію для синиць: пташеня, що вилуплюється пізніше, в майбутньому має менший виводок.   ]]> Як каже команда дослідників ]]> , це означає, що збільшення температури прискорює і адаптацію птахів до теплих зим.

Зміни торкнулися і   сови звичайної   (Strix aluco) у Фінляндії. Відповідно до    ]]> нового дослідження ]]> , опублікованого 22 лютого в журналі Nature Communications, за остані півстоліття колір сови став темніше. Дослідження проводилося екологом Патріком Карелом (Patrik Karell) з Університету в Хельсинках з 1981 по 2008 рік. У ході дослідження було доведено, що   через зменшення кількості снігу у коричневих сов більше шансів не бути впольованими пугачами , оскільки вони не так вирізняються із безсніжного пейзажу, як їх сірі родичі. Фактично, з 1961 року відсоток коричневих сов. пійманих орнітологами по всій Фінляндії збільшився, що ще раз підтверджує результати дослідження.

Цікаві результати   ]]> дослідження ]]>   знебарвлення коралів   були опубліковані в журналі Ecology. Вчені з університету Майамі Мерилін Брандт (Marilyn Brandt) і Джон Макманус (John McManus) виявили, що   знебарвлення коралів робить їх більш чутливим до різних хвороб .  Протягом півторарічного вивчення коралових рифів Florida Keys вчені дійшли висновку, що знебарвлення коралів було викликане глобальним потеплінням, в результаті якого підвищилася температура морської води, не останню роль у цьому зіграло і забруднення водойм. Вчені виявили, що розповсюдження білої коралової хвороби в Montastraea faveolata  призводить до втрати імунітету та загибелі коралів, що може у майбутньому призвести до зникнення коралів взагалі.

Водночас, вивчення коралових популяцій вздовж узбережжя Японії виявило, що   корали почали мігрувати на Північ . У   ]]> дослідженні ]]> , опублікованому в "Geophysical Research Letters", зазначається, що коралові поліпи рухаються з океанічними течіями, змінюючи положення популяції на 14 км за рік. Причому, швидше мігрують ті види коралів, котрі знаходяться під загрозою вимирання через зміни клімату. Поверхня моря за останні 100 років нагрілася на 0.7-2.4 ° C. В іншій півкулі, в Автралійських коралових рифах, риба, що живе в рифах, була знайдена значно ближче до Південного полюсу, ніж це відзначалось раніше.

Повна   картина того, як корали реагують на зміну клімату - вельми складна . Чим більше зростає рівень вуглекислого газу в атмосфері, який потім розчиняється в океані, тим більше закислення води може оголити коралові поліпи, поступово здираючи з них карбонатно-кальцієвий каркас, і розчинити рифи. Дивно, але деякі види, здається, виживають навіть будучи оголеними, та всеодно втрата твердого рифового матеріалу - це погана новина для риб та інших тварин, що мешкають у ньому.  У той же час, більш високі температури можуть спровокувати корали до початку витіснення ними своїх симбіотичних водоростей.

Зростаючий рівень вуглекислого газу, пов’язаний зі зміною клімату, може вплинути і на   взаємодію рослин і комах . Вчені з Мічіганського Університету   ]]> досліджували ]]>   вплив СО2 на еволюцію рослин на прикладі молочаю (Asclepias syriaca).   Молочай   — це одна з багатьох рослин, які виробляють отруйні або гіркі хімічні речовини для захисту від рослиноїдних комах. Подібний захист сформувався в результаті довгої історії взаємодії між рослинами та комахами, такими як гусениці монарха. Вважається, що   парниковий газ може порушити еволюцію рослин, змінюючи  так званий «тиск відбору».   Цей тиск є рушійною силою екології, він викликає зміни в генетиці. Схема проста: якщо комахи спричиняють забагато шкоди рослинам, останні вже не можуть успішно розмножуватись, а всі наступні рослини постраждалого виду набувають риси, що дозволяють ефективно дати відсіч комахам.

У ході експерименту Рейчел Ванетт і Марк Хантер визначили, що всі рослини дійсно зреагували на СО2 бурхливим зростанням та підвищенням репродуктивних можливостей, однак різні генетичні групи відреагували по-різному у виробленні захисної хімічної речовини проти комах. У більшості рослин її кількість зменшилися на 50%. «Для гусені ця різниця досить велика,— сказала Ванетт — комахи, які їдять молочай, дуже ретельно обирають жертву  за концентрацією отрути, гусениці можуть виступати в якості справжніх селекційних агентів. Цікаво, що паралельно зі зниженням хімічного захисту у рослин зміцнився захист фізичний: листя стало жорсткіше, а ріст нових клітин пришвидшився». В цілому, результати доводять, що   у відповідь на зростання вуглекислого газу може змінитися хід еволюції деяких рослин.

Чи встигнуть вони?

Не дивлячись на потенційний механізм пристосування, популяція приносить все менше приплоду, саме тому у вчених ]]>   ]]> ]]> постає питання, чи встигатимуть рослини та тварини адаптуватися до зміни клімату ]]> .   "Ми були схвильовані і вражені такими результатами», каже Марсель Віссер (Marcel Visser) з Голландського Інституту Екології в Вагенінгені. Він пояснює, що   рівень еволюції у порівнянні зі зміною клімату буде визначати показник розвитку біорозмаїття . Тімоті Коулсон (Timothy Coulson) з Королівського Коледжу Лондона пояснює, що   флора та фауна переживає помітно підвищений рівень мікроеволюції   (зміни частоти гена з одного покоління до наступного, на відміну від довгострокової еволюції, яка вимірюється тисячами та мільйонами років). "Вже деякий час біологи знають, що зі зміною клімату змінюється і розвиток еволюції: деякі види вимирають, інші залишаються,— каже Коулсон,— що ми можемо зробити вже зараз, так це виявити наявність мікроеволюції". Він додає, що у відповідь на зміну клімату перебудова  довкілля відбувається на безпрецедентному рівні, а також  вважає, що мікроеволюція відбувається трішки швидше, ніж раніше.  Але необхідно бути обережними: « Коли ми спостерігаємо дуже швидкі зміни, це ще не означає, що індивіди змогли розвинути стабільну еволюційну стратегію ". Рован Барет (Rowan Barrett), з Гарвардського Університету, також погоджується, що швидкі темпи еволюції не гарантують безпеку видам, на які впливає зміна клімату.

« Іноді еволюція не в змозі врятувати вид, навіть якщо вона дуже швидка ,— каже він,—   зараз ми можемо спостерігати все більше прикладів, таких як знебарвлення коралів, де види просто не встигають адаптуватися до зміни клімату ».