Самоопыляющееся растение демонстрирует быструю потерю генетической изменчивости

Прочитано: 223 раз(а)


Экспериментальное исследование показало, что без шмелей цветковое растение, которое может самоопыляться, потеряло значительную генетическую изменчивость всего за девять поколений.

Группа «самоопыляющихся» растений обезьяньего цветка потеряла от 13% до 24% своей генетической изменчивости по сравнению с другой группой, которую размножали шмели . Согласно исследованию, опубликованному в журнале Evolution , эта потеря может лишить растения способности адаптироваться к вызовам окружающей среды . Поскольку популяции пчел в природе сокращаются, результаты указывают на серьезные проблемы для дикорастущих растений и сельскохозяйственных культур, зависящих от этих опылителей.

«Мы обнаружили, что за очень короткий промежуток времени произошли серьезные последствия для геномов растений, когда им пришлось принять самоопыление», — сказал Джеремайя Буш, биолог-эволюционист из Вашингтонского государственного университета и ведущий автор исследования.

Опылители, такие как пчелы, сами по себе важны для биоразнообразия, добавил Буш, но исследование показывает, что их сокращение также будет иметь потенциально разрушительные последствия для растений, причем быстро.

«Если исчезнут опылители, это станет проблемой не только для опылителей: популяции растений потеряют генетическое разнообразие через десятки поколений — не тысячи, а десятки», — сказал Буш.

Хотя ученые знали, что принятие самоопыления может поставить под угрозу долгосрочное выживание видов растений, они не знали точно, как это работает генетически и как быстро.

Коллеги Буша поставили контролируемый эксперимент в теплице с использованием желтых растений обезьяньего цветка, распространенных в западных США полевых цветов, в которых группа растений была изолирована от шмелей-опылителей. Сначала растения, не являющиеся пчелами, давали мало семян, затем их стало много, поскольку они приспособились к самоопылению. Цветки также изменились с их мужскими и женскими репродуктивными частями, вершинами их тычинок и пестиков, сдвинувшись ближе друг к другу, чтобы облегчить перенос пыльцы.

В то время как самоопыляющиеся растения продолжали размножаться, они потеряли генетическую изменчивость по сравнению с контрольной группой , которую посещали шмели.

Адаптация является ключом к объяснению этого удивительного снижения, сказал Буш. В самоопыляющихся популяциях предпочтительный генотип будет распространяться, если у него есть преимущество, но также будут распространяться и все другие мутации, которые он несет, просто потому, что им посчастливилось находиться в геноме этого растения. Это явление «генетического автостопа» гораздо менее выражено, когда пчелы посещают растения, потому что потомство представляет собой смесь генетической изменчивости их родителей.

«Сильный инбридинг коренным образом изменил последствия адаптации», — сказал он.

По словам Буша, будущие исследования должны следить за растениями в течение более длительного периода времени, чтобы увидеть, приведет ли потеря генетической изменчивости к коллапсу популяции.

«Действительно важный следующий шаг — увидеть, как быстро со временем будет снижаться жизнеспособность высоко инбредных групп — узнать, как быстро эти популяции вымрут», — сказал он. «Нам нужно действительно понять, каковы последствия потери опылителей. Это будет иметь значение для диких популяций растений и сельскохозяйственных культур. Многие культуры зависят от пчел».

Самоопыляющееся растение демонстрирует быструю потерю генетической изменчивости



Новости партнеров