Załóżmy, że naukowcy mogliby obserwować, jak 20 pokoleń wielorybów lub rekinów przystosowuje się do zmian klimatycznych, mierzyć, jak ewoluują i jak zmienia się ich biologia wraz ze wzrostem temperatury i poziomu dwutlenku węgla. To może wiele powiedzieć naukowcom o tym, jak odporne może być życie w oceanach przez ocieplanie się środowiska. Zajęłoby to również setki lat — niezbyt przydatne dla ekologów czy decydentów, którzy próbują zrozumieć nasz ocieplający się świat.
Badania nad Oceanem
Zamiast tego rozważ życie widłonoga Acartia tonsa, maleńkiego i skromnego stworzenia morskiego w pobliżu dna oceanicznej sieci pokarmowej. Widłonog rozmnaża się, dojrzewa i tworzy nowe pokolenie w ciągu około 20 dni. Przejście 20 pokoleń widłonogów zajmuje około roku.
Zespół naukowców pod kierownictwem Melissy Pespeni i Reida Brennana z Uniwersytetu Vermont i Hansa Dama z Uniwersytetu Connecticut wystawił tysiące widłonogów na działanie wysokich temperatur i wysokiego poziomu dwutlenku węgla, co przewiduje się w przyszłości dla oceanów. Potem obserwowali, jak mija 20 pokoleń.
Naukowcy wzięli część widłonogów i przywrócili je do warunków wyjściowych — temperatury i poziomu dwutlenku węgla w oceanach. Patrzyli, jak mijają kolejne trzy pokolenia.
Czy Ocean dostosuje się do zmian?
Jak możemy dowiedzieć się w artykule przygotowanym przed redaktorów serwisu www.naukowe.pl, badania wspierane przez amerykańską National Science Foundation, opublikowane w Nature Communications, pokazują, że jest nadzieja, mówi Pespeni. Także złożoność sposobu, w jaki życie reaguje na zmiany klimatu. „Badania łączące ekologię i ewolucję dostarczają nam wskazówek, jak ekosystemy morskie zareagują na zmieniające się oceany w perspektywie krótko- i długoterminowej” – mówi Cynthia Suchman, dyrektor programowa w Wydziale Nauk Oceanicznych NSF.
Nadzieja Pespeniego wynika z obserwacji zespołu, że widłonogi nie zginęły w warunkach zmiany klimatu. Zamiast tego przetrwały, a nawet ewoluowały. Naukowcy zarejestrowali zmiany w genach widłonogów związane ze sposobem radzenia sobie ze stresem cieplnym, hodowaniem szkieletów w bardziej kwaśnych wodach, wytwarzaniem energii i innymi procesami komórkowymi, na które ma wpływ zmiana klimatu.
Złożoność – „to naprawdę przestroga”, mówi Pespeni – wynika z obserwacji tego, co stało się z widłonogami, które powróciły do warunków wyjściowych. Ujawniliśmy ukryty koszt wcześniejszych zmian 20 pokoleń adaptacji. Elastyczność, która pomogła widłonogom ewoluować przez ponad dwadzieścia pokoleń – co naukowcy nazywają „plastycznością fenotypową” – uległa erozji, gdy próbowały powrócić do łagodnych warunków. Widłonogi były w stanie po trzech pokoleniach powrócić do stanu pierwotnego. Stracili jednak zdolność tolerowania ograniczonych dostaw żywności i wykazali zmniejszoną odporność na inne nowe formy stresu.
Wyniki pokazują, że te stworzenia mają zdolność do adaptacji genetycznej przez ponad 20 pokoleń, ewoluując, aby zachować swoją sprawność w radykalnie zmienionym środowisku.
