Из-за всемирной мобильности, скопления рынков и других воздействий на человека все больше и больше животных, растений и патогенов транспортируются в страны и даже на континенты, где они никогда раньше не встречались. В новых условиях захватчики часто распространяются по ландшафту с угрожающе высокой скоростью.
С другой стороны, местные виды могут быть вынуждены распространиться за пределы своей первоначальной среды обитания — также в результате глобальных климатических изменений. Ученые, менеджеры и политики признают, что точное прогнозирование таких вторжений и расширения ареала имеет решающее значение, поскольку инвазивные виды могут вызвать серьезные экологические и социально-экономические издержки. В то же время виды, находящиеся под угрозой исчезновения, могут иметь решающее значение для благополучия человека, поскольку они обеспечивают важные экосистемные услуги и функции. В последнем случае разработка соответствующих мер по сохранению также зависит от знаний о том, где этот вид будет встречаться в будущем.
Быстрая эволюция простейших за несколько днейК сожалению, большинство этих предсказаний оказались ошибочными: модели обычно предсказывают более медленные вторжения, чем можно наблюдать в природе. Однако в последние годы стало ясно, что из всех этих соображений упускается один важный и мощный процесс: быстрая эволюция. В отличие от широко распространенного представления о том, что эволюция идет медленно, ученые теперь согласны с тем, что эволюция может быть очень быстрой и происходить за очень небольшое количество поколений.
Таким образом, в зависимости от организма, эволюция может занять от нескольких лет до месяцев и даже дней.Двигаясь быстрееКоманда биологов-теоретиков и биологов-экспериментаторов во главе с доктором Эмануэлем Фронхофером и профессором Флорианом Альтерматтом из Eawag и Цюрихского университета теперь привела в лабораторию исследования глобальных закономерностей, таких как вторжения и расширение ареала.
Используя небольшие искусственные миры в лаборатории и мощное компьютерное моделирование, они могут изучать и наблюдать в реальном времени за ходом быстрой эволюции во время вторжений видов и расширения ареала обитания. Исследователи смогли экспериментально показать, что быстрая эволюция заставляет вторгшиеся виды распространяться еще быстрее, что объясняет, почему предыдущие модели недооценивали скорости распространения. В то же время эти быстрые эволюционные изменения сложным образом влияют на экологические закономерности, такие как пространственное распределение плотности населения.«Очевидно, что быстрая эволюция помогает видам быстрее распространяться, — говорит Фронгофер, — чем дольше мы продолжали наши эксперименты, тем быстрее плавали инфузории по сравнению с предыдущими поколениями».
Благодаря своим открытиям исследователи из Цюриха наблюдают аналогичный процесс, как и другие ученые, обнаруженные с тростниковыми жабами в Австралии: этот ядовитый вид, привезенный из Америки, распространяется все быстрее и быстрее, как болезнь, по всему континенту. Животные на фронте вторжения развивают более сильные ноги, быстрее передвигаются и преодолевают большие расстояния.Благодаря этим результатам ученые надеются, что вскоре станет возможным делать надежные прогнозы распространения животных, растений и патогенов по всему миру с учетом быстрых эволюционных изменений.
Их результаты были опубликованы в Nature Communications.