Против течения: рыба быстро адаптируется к смертельному уровню загрязнения: в чем ее секрет? И могут ли люди извлечь из этого уроки?

В то время как изменения окружающей среды опережают темпы эволюции многих других видов, атлантические киллифы, обитающие в четырех загрязненных эстуариях Восточного побережья, оказываются чрезвычайно устойчивыми. Эти рыбы адаптировались к уровням высокотоксичных промышленных загрязнителей, которые обычно убивают их.

Исследование показало, что морская рыба в 8000 раз более устойчива к такому уровню загрязнения, чем другая рыба. Хотя рыба не имеет коммерческой ценности, она является важным кормом для других видов и индикатором окружающей среды.Генетическое разнообразие ускоряет эволюцию

Что делает атлантическую киллиф такой особенной? Чрезвычайно высокий уровень генетической изменчивости, более высокий, чем у любых других позвоночных, включая людей, — измеренных до сих пор. Чем больше генетического разнообразия, тем быстрее может действовать эволюция.

Это одна из причин, по которой насекомые и сорняки могут быстро адаптироваться и развиваться, чтобы противостоять пестицидам, и почему патогены могут быстро эволюционировать, чтобы противостоять лекарствам, созданным для их уничтожения.Однако не всем видам так повезло.

«Некоторые люди сочтут это положительным моментом и подумают:« Эй, виды могут развиваться в ответ на то, что мы делаем с окружающей средой! », — сказал ведущий автор Эндрю Уайтхед, доцент кафедры экологической токсикологии Калифорнийского университета в Дэвисе. «К сожалению, большинство видов, о которых мы заботимся, вероятно, не могут адаптироваться к этим быстрым изменениям, потому что у них нет высоких уровней генетической изменчивости, которые позволяют им быстро развиваться».Эволюция — решение проблемы загрязнения?

Не для большинства из насУченые секвенировали полные геномы почти 400 атлантических рыб из загрязненных и незагрязненных участков в гавани Нью-Бедфорд в Массачусетсе; Ньюарк-Бэй, Нью-Джерси; Район Бриджпорта Коннектикута; и река Элизабет Вирджинии. С 1950-х и 1960-х годов эти участки были загрязнены сложной смесью промышленных загрязнителей, включая диоксины, тяжелые металлы, углеводороды и другие химические вещества.

Генетический анализ команды предполагает, что генетическое разнообразие атлантических рыб-убийц делает их необычайно хорошими возможностями для адаптации, чтобы выжить в радикально измененных средах обитания. На генетическом уровне толерантные популяции развивались очень сходным образом. Это говорит о том, что эти рыбы уже обладали генетической изменчивостью, которая позволяла им адаптироваться до того, как участки были загрязнены, и что может быть только несколько эволюционных решений проблемы загрязнения.Исследование закладывает основу для будущих исследований, которые могли бы изучить, какие гены придают толерантность к определенным химическим веществам.

Такая работа могла бы помочь лучше объяснить, как генетические различия между людьми и другими видами могут способствовать различиям в чувствительности к химическим веществам окружающей среды.«Если мы знаем виды генов, которые могут придавать чувствительность другим позвоночным животным, таким как мы, возможно, мы сможем понять, как разные люди с их собственными мутациями в этих важных генах могут реагировать на эти химические вещества», — сказал Уайтхед.

«Это исследование показывает, что различные популяции атлантических рыб-убийц, подвергшихся токсическому загрязнению, развивают устойчивость к этому загрязнению за счет изменений в одном молекулярном пути», — сказал Джордж Гилкрист, директор программы Отдела экологической биологии Национального научного фонда, финансировавшего исследование вместе с Национальный институт наук об окружающей среде. «Этот путь может играть аналогичную роль у многих животных, подвергающихся воздействию загрязнителей, с немного разными адаптациями в ответ на разные токсиканты».


Портал обо всем