Die Gene dieses Singvogels zeigen, wie der Klimawandel die Evolution beschleunigt hat

Diese Ergebnisse ergänzen eine Reihe von Forschungsergebnissen, die darauf hinweisen, dass der Klimawandel bei einigen Tieren eine rasante Evolution erzwingt. Wissenschaftler sagen, dass diese Arbeit – beschleunigt durch Fortschritte in der genetischen Sequenzierungstechnologie – dazu beiträgt zu verstehen, wie sich Wildtiere an den Druck steigender globaler Temperaturen anpassen und darauf reagieren können.

Und im Fall des Südwest-Weidenschnäppers fanden die Forscher heraus, dass Vögel heute mit größerer Wahrscheinlichkeit über nützliche Gene verfügen, die mit dem Umgang mit Hitzestress in Verbindung stehen, als dies vor einem Jahrhundert der Fall war.

„Wenn Menschen das Wort ‚Evolution‘ hören, denken sie, dass es Tausende oder Millionen Jahre dauern wird, aber diese Studie zeigt, dass es mit dem Klimawandel unglaublich schnell passieren kann“, sagte Alison Schultz, Ornithologin am Los Angeles County Museum of Natural History . Er half dabei, historische Proben für Studienzwecke bereitzustellen veröffentlicht In der Natur ändert sich das Klima im Juni.

Zahlreiche Studien an Organismen haben Veränderungen dokumentiert, die auf einen sich erwärmenden Planeten zurückgeführt werden können, wie zum Beispiel, dass einige Pflanzen in besonders heißen Sommern kleinere Blätter wachsen lassen. Diese Organismen geben diese Veränderungen jedoch nicht unbedingt an ihre Nachkommen weiter, wie die Forscher anhand von Fliegenfängern dokumentierten, erklärt Sheila Turbeck, Postdoktorandin an der Colorado State University, die die Studie leitete.

Der südwestliche Vogel, sagt der National Park Service Machen Der charakteristische „Fitz-Bew“-Song wurde 1995 als bundesweit gefährdete Art eingestuft. Er ist nicht nur durch den Klimawandel bedroht, sondern auch durch den Verlust seines Lebensraums entlang von Flussufern und anderen Gebieten, in denen er brütet. Ich kann nicht schwitzen und muss keuchen die Hitze loswerden.

Die Forscher sequenzierten die DNA von mehr als 200 modernen Fliegenschnäppern aus dem gesamten Brutgebiet der Vögel. Anschließend verglichen sie die Sequenzen mit Museumsexemplaren, die im späten 19. und frühen 20. Jahrhundert in der Nähe von San Diego gesammelt wurden.

Dazu müssen kleine Reste von den Zehenballen des Vogels entfernt werden. „Das ist nicht viel genetisches Material, mit dem man arbeiten kann“, sagte Torbeck.

Die Ergebnisse kamen überraschend: Weidenschnäpper in der Nähe von San Diego dürften heute von größerem Nutzen sein Gene, die ihnen helfen, mit feuchteren Tagen als in der Vergangenheit umzugehen, was darauf hindeutet, dass sich die Vögel als Reaktion auf den Klimawandel entwickelt haben.

Die Forscher stellten fest, dass diese Gene möglicherweise während der Vermischung und Zucht mit Weidenschnäppern aus dem pazifischen Nordwesten und dem Wüstensüdwesten in die Vögel eingeführt wurden. Daher wurde das neue genetische Material übertragen, das sich als überlebenswichtig erwies.

Torbeck sagte, die Entdeckung könne künftigen Naturschutzbemühungen zugute kommen. Wissenschaftler könnten beispielsweise Tiere aus verschiedenen Regionen mischen und so möglicherweise nützliche Gene von Tieren einführen, die besser an neue klimatische Bedingungen angepasst sind, und gefährdeten Populationen einen Aufschwung verschaffen.

Wie passen sich Tiere an den Klimawandel an?

Tiere, die dem Klimawandel ausgesetzt sind, haben drei Möglichkeiten, sagte Sally Aitken, Professorin für Forstwirtschaft an der University of British Columbia und Mitautorin eines Lehrbuchs über Naturschutz und Populationsgenomik.

Sie sagte, sie könnten sich geografisch bewegen oder in einigen Fällen Merkmale ausdrücken, die innerhalb ihres aktuellen Genoms umweltgerechter seien, ohne sich weiterentwickeln zu müssen.

Sie können sich auch genetisch anpassen, ein Prozess, bei dem sich das Genom eines Organismus über Generationen hinweg als Reaktion auf den Druck seiner Umwelt verändert.

Torbeck und ihr Team sind nicht die Einzigen, die solche Veränderungen bei Tieren dokumentiert haben. Frühere Forschungen zur genetischen Anpassung konzentrierten sich auf Tiere wie Fruchtfliegen mit kleineren, gut untersuchten Genomen. In den letzten Jahren haben Fortschritte in der Technologie es Forschern ermöglicht, mit einer Gruppe von Tieren mit komplexeren Genomen wie Streifenhörnchen und Eidechsen zu arbeiten.

Tiere mit größeren Genomen wie Salamander und Heuschrecken seien noch in weiter Ferne, sagte Rene Catullo, Biologiedozent an der University of Western Australia. Bücher Sehen Sie sich die Literatur zu diesem Thema an. „Aber wir haben einige unglaubliche Informationen aus alten Proben erhalten, die wir vor zehn Jahren für unmöglich gehalten hätten“, fügte sie hinzu. „Es ist eine tolle Beschleunigung.“

Ari Hoffmann, Lehrstuhlinhaber für Umweltgenetik an der University of Melbourne, warnte jedoch davor, dass es Herausforderungen gebe, Veränderungen im Genom auf die Anpassung an den Klimawandel zurückzuführen. Eine Forschungsarbeit über Fruchtfliegen aus dem Jahr 2005 ist veröffentlicht Er war einer der ersten, der die genetische Anpassung entdeckte, die dem Klimawandel zugeschrieben wird. Aber es konzentrierte sich auf ein einzelnes Gen und einen gut untersuchten Abschnitt eines umgekehrten Chromosoms und nicht auf ganze genetische Regionen wie bei der Untersuchung von Singvögeln.

Er sagte jedoch, dass das Studium von Singvögeln ein Ausgangspunkt sei Es ist schwieriger, Verbindungen zwischen genetischen Veränderungen und dem Klimawandel herzustellen, wenn mehrere Gene beteiligt sind oder wenn die beteiligten Gene nicht gut untersucht sind.

„Oft gerät man in solche Situationen, wenn die Technologie durchstartet und die Leute davon begeistert sind“, sagte er. „Aber ihnen ist nicht klar, dass sie bei der Interpretation ihrer Ergebnisse vorsichtiger sein müssen.“

Schultz, ein Ornithologe, sagte jedoch, dass die Studienergebnisse Anlass zur Hoffnung geben, dass sich Singvögel an den Klimawandel anpassen können.

„Ich halte das absolut für eine gute Nachricht“, sagte Schultz.