Научное сообщество сегодня все чаще задается вопросом адаптации животных к глобальным изменениям климата. Как полагают ученые, приспособиться к подобным переменам млекопитающим часто помогает внутривидовое генетическое разнообразие. При наступлении неблагоприятных климатических условий животные в течение нескольких поколений могут существенно увеличивать или, наоборот, уменьшать генетическое многообразие в отдельно взятой популяции, если это необходимо для выживания вида.
В свете современных климатических изменений многие исследователи считают крайне важным изучить воздействие суровых природных катаклизмов времен позднего плейстоцена на выживаемость многих видов млекопитающих.
Одним из примеров подобных научных изысканий стало междисциплинарное исследование, предпринятое интернациональным коллективом ученых, куда вошли и представители российского Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН, а также Научно-исследовательского института сельского хозяйства Крайнего Севера РАСХН. Целью исследования стала попытка показать влияние климатических изменений прошлого на обитающий на обширной территории вид Rangifer tarandus, известный всем как северный олень, а также смоделировать то, как на животных могут подействовать изменения климата в будущем. Выбор ученых пал именно на оленей, поскольку они проживают в северных широтах, где серьезно ощущаются последствия глобальных изменений климата, включающих повышение температур.
Это означает, что в скором времени этот вид животных неминуемо столкнется с прямым и косвенным влиянием новых для него погодных условий, говорится в опубликованной учеными статье в научном журнале Nature Climate Change.
Для начала ученые решили составить картину исторического перемещения популяций оленей в эпоху позднего плейстоцена.
С этой целью была использована специальная компьютерная модель, рассчитавшая пути миграции древних животных из Голарктики по североамериканскому и евразийскому маршрутам вплоть до их современного расселения. Результаты моделирования были сопоставлены с картой генетического разнообразия, составленной на основании 1297 образцов митохондриальной ДНК животных из разных популяций, которая должна была показать уровень генетического разнообразия при расселении. После получения данных исследователи рассмотрели основные климатические изменения на маршруте миграции оленей за последние 21 тыс. лет, а также с помощью компьютерной реконструкции природных изменений рассчитали влияние глобального потепления на животных до 2080 года включительно.
Как выяснилось, именно климатические изменения за последние два десятка тысяч лет стали главной причиной формирования двух основных филогеографических путей распространения северных оленей, представители которых зачастую имеют разный уровень генетического разнообразия.
У населяющих сегодня территорию от Ньюфаундленда до Канады животных (филогеографический путь которых ученые окрестили североамериканским) наибольшее многообразие генов наблюдалось порядка 10 тыс. лет назад, когда холодолюбивые олени наслаждались резким падением температуры на американском континенте. Облюбовавшие обширную территорию в Евразии олени так называемого евразийско-берингова пути отличались наибольшим генетическим разнообразием порядка 2 тыс. лет назад опять же по причине установившегося тогда в Евразии наиболее подходящего для животных климата.
Подобное наблюдение позволило ученым сделать вывод, что стабильное формирование наиболее комфортных для оленей климатических условий приводит к резкому увеличению численности популяций, что, несомненно, ведет к более высокому уровню генетического разнообразия. Также исследователи полагают, что важную роль играл и рельеф местности, поскольку, учитывая умение оленей совершать длинные переходы, лишь естественные преграды могли становиться барьером для контактов между популяциями и, соответственно, повышения разнообразия генов.
Если же говорить о прогнозах до 2080 года, то глобальное потепление окажет существенное влияние как на численность популяций, так и на их генетическое многообразие. С наибольшими трудностями столкнутся олени «североамериканского» филогеографического пути.
За последующие 60 лет около 89% территории, на которой сегодня проживают животные, станет для них непригодной.
Это вызовет резкое сокращение численности популяций и приведет к падению уровня их генетического многообразия. Данная тенденция находит отражение уже сегодня, поскольку многие подвиды оленей Северной Америки и Канады находятся под угрозой вымирания. Судьба оленей «евразийско-берингова» пути более оптимистична. Из-за глобального потепления к 2080 году они потеряют всего около 60% своей нынешней территории обитания. По словам ученых, это гарантирует не только большую по сравнению с североамериканскими сородичами численность популяций и лучшее разнообразие генов, но и содержит в себе серьезный потенциал для эволюционных изменений, направленных на приспособление к новым климатическим условиям.