Исследователи из Университета Монаша обнаружили, что стремительная глобальная инвазия и адаптация амброзии полыннолистной (Ambrosia artemisiifolia) к новым условиям обусловлены крупномасштабными генетическими изменениями, в частности, наличием так называемых «супергенов».
В ходе исследования, результаты которого опубликованы в журнале Molecular Biology and Evolution, были идентифицированы 37 крупных генетических изменений, включая супергены, которые позволяют амброзии столь эффективно приспосабливаться к новым условиям. Супергены представляют собой кластеры мутаций, которые наследуются как единое целое, что помогает поддерживать комбинации благоприятных признаков, обеспечивая эволюционное преимущество.
Для изучения генетического разнообразия амброзии ученые проанализировали более 400 геномных последовательностей этого растения. Образцы были взяты как из родного ареала амброзии в Северной Америке, так и из инвазивных популяций в Европе и Австралии. Удивительно, но популяции амброзии в Европе и Австралии, имеющие различное североамериканское происхождение, прошли параллельную адаптацию, характеризующуюся поразительно схожими генетическими изменениями.
Этот факт демонстрирует необыкновенную способность амброзии быстро и эффективно адаптироваться к новым средам. Амброзия активно распространилась в Европу, Австралию и другие регионы, успешно осваивая территории, подвергшиеся антропогенному воздействию.
Негативное влияние амброзии на окружающую среду и здоровье человека трудно переоценить. Пыльца этого растения является основным триггером сезонных аллергий, от которых страдают миллионы людей по всему миру. Кроме того, амброзия оказывает негативное воздействие на биоразнообразие и сельское хозяйство.
Несмотря на «бутылочное горлышко» популяции, когда количество особей резко сокращается, австралийская популяция амброзии продемонстрировала явные геномные признаки адаптации. Это говорит о том, что сокращение популяции не всегда препятствует быстрой эволюции. Структурные варианты, особенно супергены, позволяют сохранять важные генетические комбинации по мере распространения растения.
Ведущий исследователь Пол Баттлей, научный сотрудник Школы биологических наук Университета Монаша, подчеркивает, что понимание генетических механизмов, лежащих в основе адаптации амброзии, может способствовать разработке эффективных стратегий управления распространением этого сорняка. Ассоциированный профессор той же школы, Кэтрин Ходжинс, также принимала участие в исследованиях.
Амброзия полыннолистная представляет собой серьезную проблему для общественного здравоохранения, поскольку является ведущей причиной сенной лихорадки. Кроме того, она является основным сельскохозяйственным сорняком, оказывающим негативное влияние на урожайность сельскохозяйственных культур.
Исследование показывает, что для борьбы с распространением амброзии необходимы инновационные стратегии управления, учитывающие ее генетические особенности и механизмы адаптации. Изучение супергенов, структурных вариантов, и механизмов параллельной адаптации может дать важные ключи к разработке этих стратегий.
Исследование, проведенное в Университете Монаша, подчеркивает, что амброзия – это назойливый сорняк и вид, способный к удивительно быстрой и эффективной адаптации благодаря специфическим генетическим изменениям. Понимание этих процессов – ключ к успешной борьбе с распространением этого растения.
Изображение носит иллюстративный характер
В ходе исследования, результаты которого опубликованы в журнале Molecular Biology and Evolution, были идентифицированы 37 крупных генетических изменений, включая супергены, которые позволяют амброзии столь эффективно приспосабливаться к новым условиям. Супергены представляют собой кластеры мутаций, которые наследуются как единое целое, что помогает поддерживать комбинации благоприятных признаков, обеспечивая эволюционное преимущество.
Для изучения генетического разнообразия амброзии ученые проанализировали более 400 геномных последовательностей этого растения. Образцы были взяты как из родного ареала амброзии в Северной Америке, так и из инвазивных популяций в Европе и Австралии. Удивительно, но популяции амброзии в Европе и Австралии, имеющие различное североамериканское происхождение, прошли параллельную адаптацию, характеризующуюся поразительно схожими генетическими изменениями.
Этот факт демонстрирует необыкновенную способность амброзии быстро и эффективно адаптироваться к новым средам. Амброзия активно распространилась в Европу, Австралию и другие регионы, успешно осваивая территории, подвергшиеся антропогенному воздействию.
Негативное влияние амброзии на окружающую среду и здоровье человека трудно переоценить. Пыльца этого растения является основным триггером сезонных аллергий, от которых страдают миллионы людей по всему миру. Кроме того, амброзия оказывает негативное воздействие на биоразнообразие и сельское хозяйство.
Несмотря на «бутылочное горлышко» популяции, когда количество особей резко сокращается, австралийская популяция амброзии продемонстрировала явные геномные признаки адаптации. Это говорит о том, что сокращение популяции не всегда препятствует быстрой эволюции. Структурные варианты, особенно супергены, позволяют сохранять важные генетические комбинации по мере распространения растения.
Ведущий исследователь Пол Баттлей, научный сотрудник Школы биологических наук Университета Монаша, подчеркивает, что понимание генетических механизмов, лежащих в основе адаптации амброзии, может способствовать разработке эффективных стратегий управления распространением этого сорняка. Ассоциированный профессор той же школы, Кэтрин Ходжинс, также принимала участие в исследованиях.
Амброзия полыннолистная представляет собой серьезную проблему для общественного здравоохранения, поскольку является ведущей причиной сенной лихорадки. Кроме того, она является основным сельскохозяйственным сорняком, оказывающим негативное влияние на урожайность сельскохозяйственных культур.
Исследование показывает, что для борьбы с распространением амброзии необходимы инновационные стратегии управления, учитывающие ее генетические особенности и механизмы адаптации. Изучение супергенов, структурных вариантов, и механизмов параллельной адаптации может дать важные ключи к разработке этих стратегий.
Исследование, проведенное в Университете Монаша, подчеркивает, что амброзия – это назойливый сорняк и вид, способный к удивительно быстрой и эффективной адаптации благодаря специфическим генетическим изменениям. Понимание этих процессов – ключ к успешной борьбе с распространением этого растения.
