W nowym badaniu naukowcy odkryli podłoże genetyczne odpowiedzialne za znaczne różnice w wielkości ciała wróbli śpiewających – gatunku ptaków śpiewających dobrze rozpoznawalnego w Ameryce Północnej.

Badania te nie tylko rzucają światło na intrygujące różnice zaobserwowane u tych ptaków, ale także przyczyniają się do zrozumienia ich potencjalnej zdolności przystosowania się do zbliżających się zmian klimatycznych.

Rozmiar wróbla śpiewającego od Meksyku po Alaskę

W badaniu skupiono się na ośmiu wariantach genetycznych, które są głównie odpowiedzialne za różnice w wielkości ciała wróbli śpiewających, które mogą wynosić prawie trzykrotnie od Meksyku po Alaskę.

Na przykład osobniki zamieszkujące Wyspy Aleuckie pozostają tu przez cały rok i mogą być trzykrotnie większe od swoich krewnych spotykanych na przybrzeżnych bagnach Kalifornii. Ta znacząca różnica w wielkości jest zgodna z regułą Bergmanna, która sugeruje, że w chłodniejszym klimacie preferowane są większe rozmiary, aby pomóc w zatrzymywaniu ciepła.

Katherine Carbeck, doktorantka na Uniwersytecie Kolumbii Brytyjskiej, wyjaśnia, że ​​chociaż wiadomo, że istnieją „lokalnie przystosowane” populacje, dokładne mechanizmy genetyczne umożliwiające takie adaptacje były dotychczas nieuchwytne.

„Istnienie populacji «lokalnie przystosowanych» oznacza, że ​​dobór naturalny ukształtował skład genetyczny populacji wróbli śpiewających na całym obszarze ich występowania, umożliwiając jednostkom przetrwanie i rozmnażanie się w drastycznie odmiennych warunkach klimatycznych” – stwierdził Carbeck. „Jednak mechanizmy genetyczne leżące u podstaw reguły Bergmanna pozostały do ​​tej pory nieuchwytne”.

Metodologia i wyniki

We współpracy z naukowcami z Cornell Lab of Ornithology, University of Alaska i Ouachita Baptist University, Carbeck wykorzystał sekwencjonowanie całego genomu do odkodowania genomu wróbla śpiewającego.

Zespół zbadał próbki genetyczne zarówno największego podgatunku na Wyspach Aleuckich, jak i mniejszych podgatunków. Należą do nich te, które migrują do cieplejszego klimatu i te, które zamieszkują łagodniejsze zimy na wybrzeżu Kolumbii Brytyjskiej.

Spostrzeżenia genomiczne

Dzięki wszechstronnej analizie naukowcy wskazali geny kandydujące powiązane z masą ciała. Identyfikacja tych ośmiu specyficznych wariantów genetycznych nie tylko potwierdza regułę Bergmanna, ale także poszerza naszą wiedzę na temat ewolucji, doboru naturalnego i interakcji klimatycznych na przestrzeni historii gatunków.

Dr Jen Walsh, współautorka z Cornell Lab of Ornithology, podkreśla, że ​​rzadko udaje się zidentyfikować ograniczoną liczbę genów mających istotny wpływ na zmienność wielkości ciała. Zróżnicowany zakres fenotypowy wróbli śpiewających stanowi obiecującą drogę identyfikacji genów regulujących zasady ekogeograficzne.

Walsh dodał: „Z genomicznego punktu widzenia identyfikacja niewielkiej liczby genów kandydujących o pozornie dużym wpływie na zmienność wielkości ciała jest naprawdę interesująca. Wspaniały zakres różnorodności fenotypowej obserwowany u wróbli śpiewających sugeruje, że oferują one ekscytujące możliwości identyfikacji genów leżących u podstaw szeregu dobrze znanych i ogólnie akceptowanych zasad ekogeograficznych”.

Ochrona siedlisk wróbla śpiewającego

W pracy podkreślono znaczenie ochrony siedlisk dla utrzymania przepływu genów pomiędzy populacjami, co jest kluczowe w obliczu zachodzących zmian środowiskowych. Carbeck podkreśla znaczenie ułatwiania wymiany genów dla przyszłych zdolności adaptacyjnych.

„Nasze wyniki podkreślają potencjalną rolę, jaką odgrywa ochrona siedlisk w umożliwieniu ciągłej wymiany genów między populacjami, co jest ważne w obliczu ciągłych zmian” – powiedział Carbeck.

Odporna przyszłość dla wróbli śpiewających

Dr Peter Arcese z UBC sugeruje, że odkrycia wskazują na potencjalnie odporną przyszłość wróbli śpiewających. Można sobie wyobrazić zdolność przystosowania się tych populacji do zmiany klimatu, pod warunkiem że warunki siedliskowe umożliwią swobodny przepływ osobników i ich materiału genetycznego.

„Nasze odkrycia sugerują, że niektóre, jeśli nie wszystkie, lokalnie przystosowane populacje wróbli śpiewających mogą w dalszym ciągu przystosowywać się do zmiany klimatu, o ile utrzymamy warunki siedliskowe, które ułatwiają przemieszczanie się osobników i genów między populacjami” – powiedział.

Podsumowując, niniejsze badanie dotyczące wróbli śpiewających stanowi krok naprzód w zrozumieniu, w jaki sposób gatunki przystosowują się do swojego środowiska. Podkreśla zawiłe powiązanie między genetyką a strategiami adaptacyjnymi, torując drogę przyszłym badaniom w dziedzinie genetyki konserwatorskiej i biologii zmian klimatycznych.

Pełne badanie opublikowano w czasopiśmie Komunikacja przyrodnicza.

—

Podoba Ci się to, co czytasz? Zapisz się do naszego biuletynu, aby otrzymywać ciekawe artykuły, ekskluzywne treści i najnowsze aktualizacje.

—

Sprawdź nas w EarthSnap, bezpłatnej aplikacji udostępnionej przez Erica Rallsa i Earth.com.