«Организмы могут справиться с этими стрессовыми переходами от тепла к холоду либо путем акклиматизации (представьте себе собак, надевающих зимние пальто), либо путем генетической эволюции популяций, чтобы справиться с новыми стрессами, феномен, известный как быстрая адаптация к климату», — сказала Элисон Геркен, научный сотрудник отдела молекулярной генетики и микробиологии UF и ведущий автор нового исследования, опубликованного в этом месяце в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.Хотя в связи с изменением климата основное внимание уделяется общему потеплению, учащение экстремальных погодных явлений также является серьезной проблемой. По мере повышения осенних и весенних температур животным все чаще приходится сталкиваться с быстрыми переходами от теплых условий к опасно холодным по мере того, как наступают погодные условия. Эти «внезапные заморозки» угрожают различным растениям, от сельскохозяйственных культур до поврежденных ландшафтов, и таким животным, как насекомые, лягушки и даже морские черепахи, которые могут пострадать от холода.
Используя плодовых мушек, Геркен и ее команда описали генетическую архитектуру как для долгосрочной акклиматизации, необходимой для подготовки к переходу от лета к зиме, так и для краткосрочной акклиматизации, которая может произойти в течение одного дня без промедления. заморозить. Они показали, что существуют значительные генетические вариации в природе как для долгосрочной сезонной акклиматизации, так и для краткосрочной акклиматизации, связанной с быстрыми экстремальными погодными явлениями.«Способность реагировать на долгосрочные сезонные изменения не препятствует способности реагировать на быстрые изменения, связанные с краткосрочными экстремальными холодами», — сказал Дэниел Хан, доцент кафедры физиологии насекомых Института пищевых продуктов и сельскохозяйственных наук UF. энтомологии и нематологии. «Мы определили серию из около 100 генов-кандидатов, которые могут объяснить способность животных быстро реагировать на колебания температуры».«Определение того, какой из этих генов-кандидатов на самом деле вызывает вариации в реакции на похолодания, даст нам возможность понять, может ли эволюция к изменению климата происходить как у диких, так и у домашних животных, что позволит нам лучше предсказать, какие виды или породы станут« победителями » и «проигравших», а также для лучшего смягчения последствий антропогенного изменения климата для широкого круга организмов, от полезных опылителей до инвазивных вредителей », — сказал Теодор Морган, доцент кафедры эволюционной генетики в Отделе биологии Государственного университета Канзаса и старший автор книги изучение.
Геркен, Хан и Морган говорят, что идентификация генов, участвующих в акклиматизации к температуре и генетической взаимосвязи между долгосрочной и краткосрочной акклиматизацией, дает нам новые инструменты для прогнозирования воздействия учащения экстремальных явлений как побочного продукта. антропогенное изменение климата на популяции животных и растений.