Экология воскрешения: изучение эволюции из яиц озерных отложений.

Введение

"Экология возрождения" – это метод эволюционной биологии, при котором исследователи вылупляют дремлющие яйца из озерных отложений для изучения животных такими, какими они были десятилетия назад. Это новый подход, который может позволить ученым наблюдать эволюцию в процессе ее протекания, сравнивая формы животных, вылупившихся из более старых яиц, с их современными потомками. Этот метод особенно важен, поскольку живые организмы, вылупившиеся из «яичных банков», могут быть использованы для изучения эволюции поведенческих, пластичных или конкурентных признаков, которые не проявляются при использовании более традиционных палеонтологических методов. Одним из исследователей в этой области является У. Чарльз Керфут из Мичиганского технологического университета, результаты которого были опубликованы в журнале Limnology and Oceanography. Он сообщил об успехе в поиске «спящих яиц» зоопланктона, находящихся в состоянии покоя в озере Портдж на Верхнем полуострове штата Мичиган. За последние 100 лет озеро претерпело значительные изменения, включая затопление отходами медных рудников, дноуглубление и эвтрофикацию, а также влияние хищничества и загрязнения металлами. Экология возрождения предоставила лучший эмпирический пример «гипотезы Красной Королевы» в природе. Любой организм, производящий стадию покоя, может быть использован для экологии возрождения. Однако наиболее часто используемым организмом является дафния, или водяная блоха. Этот род имеет хорошо разработанные протоколы для лабораторных экспериментов и обычно размножается бесполым путем, что позволяет проводить эксперименты на большом количестве особей с одинаковым генотипом. Хотя само по себе более глубокое понимание естественного отбора является ценным аспектом описанного исследования, в открытии того, что очень старые яйца зоопланктона выжили в озере, заключается четкий экологический смысл: потенциал все еще существует, и если эта среда будет восстановлена до более первозданного состояния, то по крайней мере некоторые из первоначальных (до нарушения) обитателей смогут восстановить популяции, которые ранее считались утраченными. Гены, важные для выживания этих видов в восстановленной среде, все еще «легко» доступны и могут быть быстро усвоены современными популяциями, возможно, требуя лишь случайного нарушения донных отложений.

"Resurrection ecology" is an evolutionary biology technique whereby researchers hatch dormant eggs from lake sediments to study animals as they existed decades ago. It is a new approach that might allow scientists to observe evolution as it occurred, by comparing the animal forms hatched from older eggs with their extant descendants. This technique is particularly important because the live organisms hatched from egg banks can be used to learn about the evolution of behavioural, plastic or competitive traits that are not apparent from more traditional paleontological methods. One such researcher in the field is W. Charles Kerfoot of Michigan Technological University whose results were published in the journal Limnology and Oceanography. He reported on success in a search for "resting eggs" of zooplankton that are dormant in Portage Lake on Michigan's Upper Peninsula. The lake has undergone a considerable amount of change over the last 100 years including flooding by copper mine debris, dredging, and eutrophication. predation, and metal contamination. Resurrection ecology provided the best empirical example of the "Red Queen Hypothesis" in nature. Any organism that produces a resting stage can be used for resurrection ecology. However, the most frequently used organism is the water flea, Daphnia. This genus has well established protocols for lab experimentation and usually asexually reproduces allowing for experiments on many individuals with the same genotype. Although the more esoteric demonstration of natural selection is alone a valuable aspect of the study described, there is a clear ecological implication in the discovery that very old zooplankton eggs have survived in the lake: the potential still exists, if and when this environment is restored to something of a more pristine nature, for at least some of the original (pre disturbance) inhabitants to re establish populations once presumed lost. The genes valuable to survival of those species in a restored environment are still "readily" available and may be quickly assimilated by the modern populations, perhaps requiring no more than a fortuitous disturbance of the bottom.