Utrata populacji i różnorodność genetyczna – elementy układanki dotyczącej ochrony różnorodności biologicznej
Zmiany środowiskowe powodują nie tylko znaczne ograniczenie różnorodności biologicznej, ale także wpływają negatywnie na różnorodność genetyczną. „W obliczu trwającego obecnie kryzysu ekologicznego populacjom dzikich zwierząt grożą gwałtowne spadki liczebności, co przekłada się na duże ryzyko zaniku różnorodności genetycznej”, twierdzi Hernán Morales, badacz Uniwersytetu Kopenhaskiego. Jak uważa Morales, różnorodność genetyczna stanowi fundament, na którym opiera się adaptacja populacji oraz jej przetrwanie. „Dokładne zrozumienie procesu zmian różnorodności genetycznej w sytuacji spadku liczebności populacji stanowi kluczowy element układanki dotyczącej ochrony różnorodności biologicznej”, wyjaśnia badacz. Zrozumienie tego zagadnienia jest celem finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu GENDANGERED.
Od próbek do modelowania komputerowego
Wspólnie z Tomem Gilbertem, profesorem zatrudnionym na Uniwersytecie Kopenhaskim, a także przedstawicielami muzeów, organizacji i grup badawczych, Morales zbadał kilka zagrożonych gatunków ptaków, których populacje uległy gwałtownemu zmniejszeniu w ostatnich dziesięcioleciach. „Sekwencjonowaliśmy genomy zawarte zarówno w starych, jak i współczesnych próbkach, bezpośrednio porównując różnorodność genetyczną sprzed i po spadku populacji”, wyjaśnia Morales. Choć pobranie niezbędnych próbek z kolekcji artefaktów historii naturalnej uległo opóźnieniu z powodu pandemii COVID-19, utrudnienie to nie wpłynęło na realizację badań. „Skupiłem się na części projektu dotyczącej modelowania, co okazało się doskonałym wyborem – dzięki temu dowiedziałem się znacznie więcej i uzyskałem dostęp do znacznie większego poziomu szczegółowości”, dodaje badacz.
Prognozowanie długoterminowej żywotności gatunku
Korzystając z modeli komputerowych, badacze mogli przyjrzeć się bliżej zmianom w zróżnicowaniu genomów w odpowiedzi na degradację siedlisk i spadek liczebności populacji. „Odkryliśmy, że zmiany w różnorodności genetycznej w reakcji na spadek liczebności populacji w dużej mierze zależą od demografii gatunku w przeszłości, poziomu powiązań oraz działań ochronnych, których mógł doświadczać”, zauważa Morales. Jednocześnie uczony wyjaśnia, że zróżnicowanie genetyczne może mieć pozytywny, negatywny lub neutralny wpływ na żywotność gatunku. Szczególnie ważny jest wpływ neutralny, ponieważ może sprzyjać zmianom adaptacyjnym w przyszłości. „Nasze badania pokazują, że każde zmniejszenie populacji spowoduje zmniejszenie pozytywnych i neutralnych wariantów genetycznych, a jednocześnie przyczyni się do wzrostu odsetka wariantów negatywnych, co doprowadzi do wzrostu szkodliwego zróżnicowania”, dodaje. „Z czasem może to zagrozić przetrwaniu gatunku w perspektywie długoterminowej”.
Wpływ na działania ochronne
Projekt GENDANGERED, zrealizowany dzięki wsparciu działań „Maria Skłodowska-Curie”, wpłynął na popularyzację wykorzystania nauk podstawowych w zakresie genomiki ewolucyjnej w procesach ochrony różnorodności biologicznej. Niektóre z ustaleń badaczy wpłyną na działania ochronne oraz programy monitorowania zagrożonych gatunków realizowane w ramach projektów Australijskiego Uniwersytetu Narodowego, International Crane Foundation, Mauritian Wildlife Foundation i Durrell Wildlife Conservation Trust. Morales wykorzysta także rezultaty projektu jako członek grupy specjalistycznej Conservation Genetics Specialist Group, która działa w ramach Międzynarodowej Unii Ochrony Przyrody. „W ramach grupy robimy, co w naszej mocy, by włączyć informacje genetyczne do działań w zakresie ochrony gatunków. Cieszę się, że wnioski z projektu GENDANGERED staną się teraz częścią tej inicjatywy”, dodaje badacz. Choć prace w ramach projektu dobiegły już końca, Morales nie spoczywa na laurach. „Chciałbym kontynuować swoje badania i analizować dodatkowe obszary”, podsumowuje badacz. „Chcę zająć się między innymi możliwością wykorzystania modeli komputerowych do wsparcia praktyków zajmujących się ochroną przyrody”.
Słowa kluczowe
GENDANGERED, dzikie zwierzęta, różnorodność genetyczna, spadek liczebności populacji, różnorodność biologiczna, ochrona przyrody, gatunki zagrożone, modelowanie komputerowe, degradacja siedlisk
