祖先可塑性在遗传适应中的作用

环境变化的速度对野生生物来说异常艰难。植物和动物个体在面对新环境时,可以通过调整自身的生物学特性来有效地应对新压力;这就是所谓的表型可塑性。

祖先可塑性在遗传适应中的作用
大海堪比昂在沙砾的背景下看到。图片来源:班戈大学

在开拓新领域的早期阶段,或者在环境中受到有毒物质的影响时,可塑性最有可能发挥重要作用。根据发表在该杂志上的新研究自然生态与进化在美国,早期的可塑性会影响最终进化出征服新栖息地的基因适应能力。

海樟是一种原产于英国和爱尔兰的沿海野花,它已经适应了有毒的、富含锌的工业时代的采矿废物,这种废物破坏了大多数其他植物物种。耐锌植物从不同地区对锌敏感的沿海种群进化了几次。

一组科学家在班戈大学对海剪皮草进行实验,以更好地了解可塑性在快速适应中的作用。

由于锌耐受性已经进化了几次,研究人员能够调查祖先的可塑性是否增加了相同基因在相同环境下的不同人群中使用的可能性。

科学家们通过将耐受性和敏感性植物置于良性和锌污染的环境中,并评估植物根部基因表达的变化,能够看到沿海祖先的可塑性是如何为迅速适应环境奠定基础的。

海剪秋罗属植物

海剪影通常生长在悬崖和卵石海滩上,但采矿为它们开辟了一个其他植物无法利用的新生态位。我们的研究表明,沿海植物的一些有益的可塑性帮助了矿山植物如此迅速地适应。

Alex Papadopulos博士,班戈大学生物学(分子生态学)高级讲师

Alex Papadopulos博士补充道:值得注意的是,如果一个基因在祖先植物中对新环境做出有益的反应,那么这个基因很有可能在所有独立适应新环境的谱系中被重复使用”。

如果生命的历程被重放一遍,表型的可塑性可能会使进化的结果更有可能是相同的。如果我们了解物种对环境变化的塑料反应,我们可能会更好地预测气候变化对生物多样性的影响

Alex Papadopulos博士,班戈大学生物学(分子生态学)高级讲师

期刊引用:

伍德,D. P.等(2023)平行适应锌污染过程中祖先可塑性的遗传同化硅宾uniflora自然生态与进化doi.org/10.1038/s41559 - 022 - 01975 - w

来源:https://www.bangor.ac.uk/international-homepage

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