W jaki sposób zmiana klimatu wpływa na ewolucję
W jakim tempie naturalne populacje potrafią reagować na wywołane przez człowieka naciski selekcyjne? Najważniejszym aspektem prognozowania, w jaki sposób gatunki ewoluują w odpowiedzi na naciski zewnętrzne, jest zrozumienie genetycznej adaptacji oraz zdolności organizmu do zmiany swojego fenotypu (określenie znane jako plastyczność fenotypowa), a także powiązanych zmian molekularnych. Fenotyp można zdefiniować jako połączenie widocznych cech fizycznych organizmu. Choć plastyczność fenotypowa może odgrywać ważną rolę w tym, jak dany gatunek ewoluuje, ewolucja ostatecznie wymaga zmian adaptacyjnych w częstotliwościach występowania genów. W ramach projektu GEBACC ("Genetic and epigenetic basis of adaptation to climate change") przetestowano zdolność dzikich populacji do reagowania na antropogeniczne zmiany środowiska. Na przykład żaby są wyjątkowo wrażliwe na zmiany środowiskowe. Dlatego też zbadano istotną z ekologicznego punktu widzenia cechę ruchową u schwytanych dziko żyjących żab Xenopus tropicalis, gatunku powszechnie wykorzystywanego jako organizm modelowy w biologii rozwojowej i genetyce. Zniszczenie siedlisk spowodowało drastyczny spadek liczebności żab i innych płazów, zwłaszcza w lasach tropikalnych. Oczekuje się, że tego typu zmiany będą korzystne dla tych żab, które będą zdolne przenieść się do odpowiednich siedlisk. Zespół GEBACC odtworzył to zjawisko selekcji w laboratorium poprzez selektywną hodowlę X. tropicalis przez kilka pokoleń pod kątem zwiększonej odporności na zmienne warunki temperaturowe. Monitorowano zmiany genetyczne, epigenetyczne, fizjologiczne, biochemiczne i morfologiczne w odpowiedzi na tę selekcję. Wpływ selekcji zostanie także zbadany pod kątem innej cechy, odporności, biorąc pod uwagę fakt, że naturalne populacje zawsze mają przed sobą szereg zagrożeń równocześnie a płazy na całym świecie są zagrożone obecnie chorobą zakaźną znaną jako chytridiomycosis. Pozwoli to naukowcom określić, w jaki stopniu reakcja na jedno źródło nacisku selekcyjnego wpływa na reakcję na inne. Z powodu początkowych trudności z X. tropicalis, zmieniono organizm modelowy na motyla z gatunku Pieris brassicae, który był fenotypowany i hodowany pod kątem cechy odporności. Owady zbadano pod kątem powiązania między wzorcami ekspresji skojarzonych genów a różnicami w fenotypie, wraz z dziedzicznością odporności. Działania w ramach projektu dały już początek czterem publikacjom. Wysoce integracyjne i multidyscyplinarne podejście projektu GEBACC jest bardzo ważne dla uzyskania dokładniejszego wglądu w zawiłości molekularnych i fenotypowych reakcji naturalnych populacji na perturbacje środowiskowe. Projekt pomoże naukowcom opracować prognozy dotyczące tego, w jaki sposób naturalne populacje będą dopasowywały się do zmian klimatu.
