Jak wynika z badań, jaszczurki miejskie mają równoległe markery genomowe w porównaniu z sąsiednimi jaszczurkami leśnymi.

Zmienność genetyczna związana z urbanizacją leży u podstaw różnic fizycznych jaszczurek miejskich, w tym dłuższych kończyn i większych palców, które pokazują, w jaki sposób te jaszczurki ewoluowały, aby przystosować się do środowisk miejskich.

Urbanizacja radykalnie zmieniła krajobrazy na całym świecie, zmieniając sposób interakcji zwierząt z przyrodą, tworząc „wyspy ciepła” z wyższymi temperaturami i szkodząc lokalnej różnorodności biologicznej. Jednak wiele organizmów przeżywa, a nawet rozwija się w tych środowiskach miejskich, korzystając z nowych typów siedlisk stworzonych przez człowieka. Naukowcy badający zmiany ewolucyjne w gatunkach miejskich odkryli, że niektóre populacje, na przykład, przechodzą zmiany metaboliczne z powodu nowej diety lub rozwijają zwiększoną tolerancję na ciepło.

„Urbanizacja wpływa na około dwie trzecie Ziemi i oczekuje się, że będzie się nasilać, dlatego ważne jest, aby zrozumieć, w jaki sposób organizmy mogą przystosowywać się do zmieniających się środowisk” – mówi Kristin Winchell, adiunkt biologii na Uniwersytecie Nowojorskim i pierwsza autorka badania .

„Pod wieloma względami miasta dostarczają nam naturalnych laboratoriów do badania zmian adaptacyjnych, ponieważ możemy porównywać populacje miejskie z ich odpowiednikami pozamiejskimi, aby zobaczyć, jak reagują na podobne stresory i presje w krótkich okresach czasu”.

Anolis cristatellus jaszczurki – gatunek o małym ciele, znany również jako anol czubaty z Puerto Rico – są powszechne zarówno na obszarach miejskich, jak i leśnych Puerto Rico. Wcześniejsze badania przeprowadzone przez Winchell i jej współpracowników wykazały, że jest to miasto miejskie Anolis cristatellus wyewoluowały pewne cechy, aby żyć w miastach: mają większe palce u nóg z bardziej wyspecjalizowanymi łuskami, które pozwalają im przylgnąć do gładkich powierzchni, takich jak ściany i szkło, oraz mają dłuższe kończyny, które pomagają im biegać po otwartych przestrzeniach.

W nowym badaniu naukowcy przyjrzeli się 96 Anolis cristatellus jaszczurki z trzech regionów Puerto Rico — San Juan, Arecibo i Mayagüez — porównując jaszczurki żyjące w ośrodkach miejskich z tymi żyjącymi w lasach otaczających każde miasto. Ich ustalenia pojawiają się m.in PNAS.

Najpierw potwierdzili, że populacje jaszczurek w trzech regionach różnią się genetycznie od siebie, więc wszelkie podobieństwa, które znaleźli między jaszczurkami w trzech miastach, można przypisać urbanizacji. Następnie zmierzyli opuszki palców i nogi i odkryli, że jaszczurki miejskie mają znacznie dłuższe kończyny i większe opuszki palców z bardziej wyspecjalizowanymi łuskami na palcach, co potwierdza ich wcześniejsze badania, że ​​te cechy ewoluowały, aby umożliwić jaszczurkom miejskim rozwój w miastach.

Aby zrozumieć genetyczne podstawy tych różnic w cechach, naukowcy przeprowadzili kilka analiz genomowych egzomicznego DNA, czyli regionów genomu, które kodują białka. Zidentyfikowali zestaw 33 genów znalezionych w trzech regionach genomu jaszczurki, które były wielokrotnie związane z urbanizacją w populacjach, w tym geny związane z funkcjami odpornościowymi i metabolizmem.

„Chociaż potrzebujemy dalszej analizy tych genów, aby naprawdę wiedzieć, co oznacza to odkrycie, mamy dowody na to, że miejskie jaszczurki doznają więcej obrażeń i mają więcej pasożytów, więc zmiany funkcji odpornościowych i gojenia ran miałyby sens. Podobnie anole miejskie jedzą ludzkie jedzenie, więc możliwe, że doświadczają zmian w swoim metabolizmie” – mówi Winchell.

W dodatkowej analizie odkryli 93 geny u jaszczurek miejskich, które są ważne dla rozwoju kończyn i skóry, oferując genomowe wyjaśnienie wzrostu ich nóg i palców.

„Różnice fizyczne, które obserwujemy u jaszczurek miejskich, wydają się być odzwierciedlone na poziomie genomowym” – mówi Winchell. „Jeśli populacje miejskie ewoluują wraz z równoległymi zmianami fizycznymi i genomicznymi, być może będziemy w stanie przewidzieć, jak populacje zareagują na urbanizację, po prostu patrząc na markery genetyczne”.

„Zrozumienie, w jaki sposób zwierzęta przystosowują się do środowisk miejskich, może pomóc nam skoncentrować nasze wysiłki na ochronie gatunków, które najbardziej tego potrzebują, a nawet budować środowiska miejskie w sposób, który pozwala zachować wszystkie gatunki” – dodaje Winchell.

Czy różnice między jaszczurkami miejskimi dotyczą ludzi mieszkających w miastach? Według Winchella niekoniecznie, ponieważ ludzie nie ulegają kaprysom drapieżników, tak jak jaszczurki. Ale ludzie podlegają niektórym z tych samych czynników miejskich, w tym zanieczyszczeniu i wyższym temperaturom, które wydają się przyczyniać do adaptacji u innych gatunków.

Dodatkowi autorzy badań pochodzą z Uniwersytetu Princeton; Uniwersytet Waszyngtoński w St. Louis; University of Massachusetts Boston i Universidad Católica de la Santísima Concepción w Chile; Uniwersytet Virginia Commonwealth; i Rutgers University-Camden. Badania były częściowo finansowane z National Science Foundation oraz z University of Massachusetts Boston Bollinger Memorial Research Grant.

źródło: NYU