Luisa Rivera / Yale E360

气候后果

如何威胁物种的遗传多样性

冰川国家公园的石块研究表明,全球变暖正在降低某些物种的遗传多样性,损害其随着条件变化而发展的能力。这些调查结果对生物多样性如何受气候变化的影响具有重大影响。188金博网注册就送188

Meltwater Theelfly适用于一个非常具体和极端的利基 - 冷,清澈的水,从蒙大拿州的冰川国家公园的冰川中倒出融化的冰雪。这种错误是气候变化的前沿,因为它的寒冷山居正在迅速消失。自1850年以来,冰川中的85%的冰已经消失,预测到2020年完全消失。

在一个今年发表的研究,研究人员发现了陷入困境的冷爱昆虫。“Their physiology requires really, really cold water, and they can’t survive once the water gets above an average of 9 degrees Centigrade during August,” said Joe Giersch, a biologist with the U.S. Geological Survey (USGS), who has studied this and a similar insect, the western glacier stonefly.

熔融水石和西冰川石头上游向上移动,发现冷水是温暖的,而且由于陡峭的山地地形,人口分离。这已经中断了基因流动,导致一些遗传消失。随着基因dwindle,物种正在失去遗传变异,可能是“适应能力” - 遗传学,给出物种作为栖息地条件改变所需特征的能力。这是熔融水石蝇(Lednia tumana)被认为是根据“联邦濒危物种法”威胁的上市。

熔融水石蝇。

熔融水石蝇。Joe Giersch /美国。地理调查

其中许多同伴的高度昆虫也遇到了麻烦。这款石头,Giersch和他的共同作者写道,“可能代表了一个面临着全世界高山兽人类似威胁的物种共同之处。”

保护熔融水石蝇和其他物种时,有一个巨大的未知。生物学家缺少巨大的拼图 - 知道哪些遗传学将提供物种的进化升力,使他们能够成功地适应温暖的世界。这种隐藏的DNA和它所代表的可能重要的特征被称为“隐秘多样性”,而且它的大部分都丢失,专家称,作为物种合同,碎片和其他变化的范围。然而,这种DNA是至关重要的,因为它包含有关不同谱系的信息以及正在出现的物种,进化的切削刃。失败将大大复杂化评估气候变化如何影响生物多样性以及保护的问题。188金博网注册就送188

在我们知道它可能具有深远的后果之前消失了什么。关于Cottonwood树的遗传变异的长期研究项目,称为Cottonwood生态学集团发现树的基因型影响了依赖于它的700种昆虫物种的群落,以及在昆虫上喂养的化学排放,微生物,细菌,地衣,海狸和鸟类。重要的基因型应该消失,整个生态社区可能以不可预测的方式改变。“基础植物种类的遗传多样性 - 高山花,杨杨或高草原 - 如果不是数千个其他物种,则驾驶数百个,”托马斯沃思人在亚利桑那州北部大学领导该项目。“这就是为什么气候变化是进化事件。”

通常,气候变化最快的地方是物种受影响的影响。公牛鳟鱼是一种威胁的物种,依赖于太平洋西北地区的非常冷的水,也受到变暖的影响。“我们发现的是,在冰川国家公园的USGS渔业生物学家中发表论文的主题,遗传多样性在那些正在进行最大的气候变化和最紧张的环境条件的地方,遗传多样性最低。公牛鳟鱼和气候。“换句话说,他们没有遗传多样性,他们最有可能需要它。”这是因为这些栖息地的鱼类较少,因为已经压力了。

这些遗传研究是对气候变暖的竞争,这种情况会比预期更快。

这些类型的遗传研究是对气候变暖的竞争,这种情况发生得比预期的速度更快。“虽然遗传多样性对所有生命的基本构建块来说,但在气候变化的背景下几乎完全被忽视,”Kovach说。

德国塞克伦堡研究所和自然历史博物馆的保护生物学家Carsten Nowak还研究了高山昆虫以及狼和其他物种的气候变化反应的遗传。

2011年,诺瓦克和他的同事在高中欧洲进行了研究,这些欧洲观察了七种Caddis飞行,每个Mayfly和Stonefly都有一个物种,如冰川国家公园的石头花是冷爱的虫子。科学家们研究了物种的遗传学,并将其分成了更精细的规模,群体在彼此遗传上不同的物种中,称为进化的重要单元(esus)。

如果气候情景不会改变,根据他们的工作,79%的欧化兽将灭绝2080,摧毁隐藏的遗传多样性。如果温室气体排放量减少了在2摄氏度的全球变暖所需的金额,因为政府间气候变化小组敦促,那么59%的欧化兽都会被预测消失。

Nowak的研究预测,欧洲遗传多样性的遗传多样性将在南欧地中海地区最大,这也是大陆的遗传多样性。即使群体消失,也没有人知道损失代表什么。“我们需要知道是否有十个人口,九个消失会这样做吗?”诺瓦克说。

葡萄牙研究人员预测一篇论文今年早些时候发布伊比利亚半岛的两栖动物和爬行动物的许多谱系,预计受温暖和干燥的天气最为艰难,可能会在未来半个世纪内消失或合同,导致隐秘多样性的丧失“对进化过程的影响有影响。”

这些损失是重要的,因为例如,暴露于新疾病的物种,可能无法对其进行抗性,因为治理免疫应答的遗传消失。或者允许鱼或少蝇在暖水中调节温度的基因可能会消失。

科学家们希望序列物种的基因组来理解哪个部件负责适应。

好消息是,在序列DNA的能力方面存在革命 - 现在比以往任何时候都更快,更便宜。许多保护科学家的目标是序列物种的基因组,然后了解哪个部分是对适应的原因,包括这种特征,包括迁移能力,分散和适应温度温度的能力。一旦完成,它允许管理人员分配稀缺资源以保护最重要的人群,以便适应改变条件。

互联网引用了西伯利亚虎的例子,他的人口陷入了几百。“我们可以使用印度老虎来重新押出西伯利亚吗?”他修整地问道。“如果你有很多进化的重要单位,并且知道它们代表了什么,你可能需要一些在冷适应或鱼捕捉时更好,”谴责西伯利亚。“你不能只是保护物种,你必须保护人口,”某种物种的小单位可能具有适应所必需的基因。知道它们所代表的是困难的部分。

由于生态学重要的物种随着适应能力映射的界限,它将使管理者成为分流物种的强大工具,以保护适应遗传学。它们甚至可以通过专注于具有最重要的基因的人群来影响“基因救援”。“我们为Stonefly的其中一个选择是易位 - 将一个人移动到不同的位置,”Giersch说。“这是在我们调查DNA内的隐藏的适应后,弄清楚哪些能够适应温暖的温度。这是路上的方式。“

最近有两种树木的气候基因映射和适应能力。一项研究发表于9月份发现两个远远相关的树木 - 内部云杉和小屋松树 - 使用相同的47个基因来处理温度,降水等气候变量。了解这些改编树是重要的,因为他们逐渐迁移,经过几代,并在树上辅助迁移工作已经进行。“我们必须了解其他针叶树的气候适应性,因此我们可以在不列颠哥伦比亚省大学森林和保护科学教授的森林和保护科学教授表示,这些树木可以解决正在变得不匹配的树木。她说,这将提供更好的管理策略,并使我们“植物树木更有可能茁壮成长,更快地适应气候变化。”