生物體如何適應氣候變化？《PNAS》期刊發(fā)布的最新研究揭示了遺傳多樣性與溫度耐受性演化之間復雜的相互關(guān)系。

生物多樣性的維護在很大程度上依賴(lài)于種群適應環(huán)境變化的進(jìn)化潛力。氣候變化的加速及極端溫度事件促使我們更深入地理解和預測生物的進(jìn)化響應。

Stockholm大學(xué)的研究團隊利用實(shí)驗進(jìn)化方法，通過(guò)酵母這一微生物模型系統，實(shí)時(shí)評估種群適應未來(lái)升溫的進(jìn)化潛力。

適應氣候變化沒(méi)有單一方式

研究人員通過(guò)追蹤8種具有遺傳與生態(tài)多樣性的酵母種群（包括酵母及其近親）的熱性能曲線(xiàn)的演變。他們在逐步升高的溫度條件下進(jìn)行實(shí)驗，從25°C逐漸增至40°C，以模擬全球升溫，研究時(shí)間延續超過(guò)600代的酵母。研究顯示，物種對氣候變化的適應反應具有高度的特異性，并強調了遺傳多樣性與溫度耐受性演化之間復雜的相互作用。這些發(fā)現強調在預測氣候對生物多樣性影響時(shí)，考慮物種間及物種內的遺傳變異的重要性。

圖片鏈接：https://www.eurekalert.org/multimedia/1074386

圖片信息：Charles Darwin 在培養皿上用酵母繪制的《生命之樹(shù)》（The Tree of Life）。

“我們發(fā)現，不同物種使用了不同的進(jìn)化策略來(lái)適應高溫：一些已經(jīng)耐熱的物種并沒(méi)有提升其性能，而是擴展了適應的溫度范圍。另一些更適應寒冷的物種能夠抵御更高的溫度，但這會(huì )以犧牲整體適應性為代價(jià)。這表明，適應氣候變化并沒(méi)有單一的方法，每種物種的進(jìn)化歷史都會(huì )影響其反應。”第一作者、Stockholm大學(xué)動(dòng)物學(xué)系的博士后研究員Jennifer Molinet表示。

這項新研究幫助我們理解不同生物如何應對長(cháng)期的全球升溫。研究人員強調，不僅要研究單一物種，還需關(guān)注物種內部和物種間的遺傳多樣性的重要性。

“這種研究對于預測哪些微生物（如酵母、細菌及其他微生物）最有可能適應極端環(huán)境，以及它們如何改變未來(lái)的生態(tài)系統，具有重要意義。我們研究的結果也引發(fā)了關(guān)于使這種適應成為可能的遺傳機制的新問(wèn)題。”Stockholm大學(xué)動(dòng)物學(xué)系副教授Rike Stelkens說(shuō)道。

她補充說(shuō)：“如果未來(lái)氣溫發(fā)生變化，決定我們是否以及如何適應的，依然是我們基因中的歷史！”

期刊：Proceedings of the National Academy of Sciences

DOI：10.1073/pnas.2423262122