Severnoamerički vrapci pevači mogu biti otporniji na klimatske promene zahvaljujući izvanrednoj adaptaciji: zapanjujućem rasponu veličina tela koji se nalazi u najzapadnijem opsegu ptice.
Istraživači iz Kornela i njihove kolege uradili su kompletno sekvenciranje genoma severnoameričkih pevačkih vrabaca koji su otkrili genetske osnove za raspon veličina tela. Ovaj rad je prvi rezultat većeg istraživačkog napora da se sekvencioniraju genomi vrapca pesama iz cele Severne Amerike, obuhvatajući skoro svih 25 priznatih podvrsta.
Trenutno istraživanje objavljeno u Nature Communications od strane naučnika sa Univerziteta Britanske Kolumbije, Laboratorije za ornitologiju Cornell, Baptističkog univerziteta Ouachita i Univerziteta Aljaske, Ferbanks.
Studija nudi podršku za ono što je poznato kao Bergmanovo pravilo, koje kaže da generalno govoreći, među organizmima koji regulišu sopstvenu toplotu, prirodna selekcija u hladnijim klimama dovodi do organizama većeg tela, dok toplija klima dovodi do manjih tela. Veća tela su efikasnija u zadržavanju toplote. Manja tela omogućavaju organizmu da ostane hladniji.
Pevački vrapci koji žive tokom cele godine na Aleutskim ostrvima Aljaske mogu biti i do tri puta veći od svojih rođaka u blizini zaliva San Francisko.
„Razlika u veličini među vrapcima pesama je divna za razmišljanje“, rekla je koautorka i istraživačica Dženifer Volš iz Cornell Lab of Ornitologi. „Naši rezultati pokazuju da vrapci pevači imaju značajan kapacitet da se prilagode lokalnim promenama životne sredine, a genetski mehanizmi koji leže u osnovi tih promena su prilično jasni. Mislili smo da će postojati komplikovanija genetska komponenta, ili mnogo više gena koji rade zajedno, da bi se stvorio ogroman razlika u veličini.“
Za ovu studiju, istraživači su sekvencionirali i uporedili 79 genoma iz devet podvrsta vrabaca pevača koji potiču sa više lokacija, što je posao obavljen u programu Fuller evolucione biologije u Cornell laboratoriji za ornitologiju.
Uzorci tkiva korišćeni za ovu studiju potiču iz uzoraka u Muzeju severa Univerziteta Aljaske, prikupljenih između 1997. i 2000. godine, zajedno sa prethodno objavljenim celim genomima za kalifornijsku podvrstu. Pevački vrapci su posebno korisna vrsta za proučavanje jer su toliko rasprostranjeni i prilagođeni da žive u toliko različitih vrsta okruženja.
„Pronašli smo osam varijacija gena u genomima koje smo sekvencirali, a sve su povezane sa telesnom masom kako je predviđeno Bergmanovim pravilom“, rekla je glavni autor Ketrin Karbek, dr. kandidat na Univerzitetu Britanske Kolumbije u Vankuveru. „Ovo nam govori da postoji genetska osnova za prilagođavanje vrapca pevača na lokalne klimatske uslove, koji se protežu od najhladnijih lokacija na krajnjem severu do najtoplijih delova njegovog raspona u Kaliforniji.
Skloni smo da smatramo da se evolucija dešava milionima godina, ali mikroevolucioni procesi – promene koje se dešavaju u kratkom vremenskom periodu – igraju ključnu ulogu u pomaganju vrapcima pesama da prežive čak i u novim klimatskim uslovima, rekao je Karbek.
Nalazi sugerišu otpornu budućnost ovih ptica, rekao je Peter Arcese, koautor i profesor na UBC-ovom odeljenju za šume i nauke o očuvanju.
„Naši nalazi impliciraju da neke, ako ne i sve, lokalno prilagođene populacije vrabaca pevača mogu nastaviti da se prilagođavaju klimatskim promenama, sve dok održavamo uslove staništa koji olakšavaju kretanje pojedinaca i gena između populacija“, rekao je on.
Razumevanje nijansi mikroevolucije čini razliku kada je u pitanju očuvanje, rekli su naučnici. Na primer, vrapci pevači u severozapadnim regionima, kao što su Aljaska i Britanska Kolumbija, trenutno pokazuju stabilnu ili rastuću populaciju, ali suprotno je tačno za populacije duž zapadne obale kontinentalnih Sjedinjenih Država, sa nekim populacijama u zalivu San Franciska navedene u državi. nivo kao ugrožen.
Smanjenje u jednom delu opsega moglo bi značiti gubitak genetske raznovrsnosti u lokalno specijalizovanim populacijama, uprkos opštim trendovima za vrstu. I iako se pokazalo da su vrapci pevači veoma prilagodljivi lokalnoj klimi, postoji granica.
„Iako mikroevolucija ima potencijal da delimično neutrališe efekte klimatskih promena“, rekao je Karbek, „ključno pitanje je da li lokalna adaptacija može da ide u korak sa brzinom kojom se dešavaju sveukupne klimatske promene.“
