Adaptacja dzieła ludzkiego
W ramach projektu ADAPT-ENVGENOME (Environmental adaptation of the genome: A Daphnia model under cultural eutrophication) naukowcy przyjrzeli się zmianom genetycznym zachodzącym u wioślarek, czyli dafni. W tym interdyscyplinarnym badaniu połączono metodologie z wielu dziedzin, a mianowicie genetyki, fizjologii i ekologii wskrzeszania, w połączeniu z eksperymentami dotyczącymi rywalizacji oraz tempa wzrostu osobników młodocianych. Naukowcy przebadali ekosystemy w pięciu jeziorach w Minnesocie (USA), charakteryzujące się długotrwałą, wyraźną eutrofizacją hodowlaną (tj. indukowanym przez człowieka wzbogaceniem o składniki odżywcze). Jednocześnie zgromadzili dane genomiczne, pochodzące z różnych okresów czasowych, związane ze szlakami genetycznymi odpowiedzialnymi za przetwarzanie ważnego pierwiastka, fosforu (P), u dafni. W tym celu badacze wykorzystali osadowe banki jaj w tych jeziorach, korzystając z metod ekologii wskrzeszania. Dzięki temu zgromadzono bogactwo danych na temat poziomów składników odżywczych w środowisku współczesnych dafni i jej krewniaków sprzed kilku wieków. Dane pokazały, że w warunkach współzawodnictwa i przy bardziej zrównoważonych poziomach eutrofizacji, genotypy dafni (klony) wykazują przewagę konkurencyjną zarówno w warunkach wysokich, jak i niskich fosforowych zapasów żerowania. Ponadto zmienna populacja charakteryzuje się większymi możliwościami retencji fosforu. Jednak osobniki młodociane powstałe z klonów dafni, które nie dotrzymują tempa współzawodnictwa w jeziorze o stałych zapasach fosforu, przejawiały większą plastyczność w zakresie tempa wzrostu. Większość miała większe tempo wzrostu na wczesnym etapie swoich cyklów życia. Wyniki te zaprezentowano podczas konferencji na temat ewolucji, która odbyła się w stanie Utah w USA w 2013 r. Przy użyciu procedur filtrowania danych uzyskanych za sprawą narzędzi bioinformatycznych, 40 000 domniemanych markerów polimorfizmów pojedynczego nukleotydu zredukowano do zaledwie 8500 pewnych dwuallelicznych loci w genomie wioślarki. Mniej więcej 11% ustawiono w jednoznacznych pozycjach na genomie referencyjnym Daphnia pulex. Warto zauważyć, że niemal 45% polimorfizmów pojedynczego nukleotydu w jednej analizie było zaangażowanych w metabolizm lipidów, nukleotydów i aminokwasów oraz czterech szlaków regulacyjnych. Wyniki badania, na podstawie których powstaje trzeci artykuł przeznaczony do publikacji, wskazują, że z poziomem eutrofizacji może być powiązana zmiana ewolucyjna. Wyniki końcowe powinny ujawnić elementy zmian mikroewolucyjnych, jakie zaszły pod presją selekcyjną skażenia P, a badaczom z większym prawdopodobieństwem uda się znaleźć geny zaangażowane w te zmiany. Wyniki prac projektu mogą mieć duży wpływ na zarządzanie ekosystemem w kontekście zanieczyszczenia wód, ochrony i inwazyjnych gatunków.
Słowa kluczowe
Adaptacja, eutrofizacja, ekosystem, wioślarki, fosfor, ekologia wskrzeszania wymarłych gatunków
