У бука найдены гены, связанные с адаптацией к изменениям климата

Специалисты из Сибирского федерального университета в тандеме с немецкими и швейцарскими учеными изучили генетическую систему европейского бука и обнаружили механизмы, помогающие ему адаптироваться к изменениям климатических условий. Данное исследование, поддержанное швейцарскими Ведомством по охране окружающей среды и Федеральным институтом лесных, снежных и ландшафтных исследований, поможет сохранить этот ценный вид деревьев.

Бук европейский – широко распространённый вид бука в Европе. Помимо него, на территории Западной и Восточной Европы небольшой ареал занимает только бук восточный. Европейский бук – исключительно ценное растение: его плоды применяются в пищу, древесина применяется в промышленности, бук ценится как декоративное дерево, применяется в медицине. Европейский бук – одно из основных лесообразующих деревьев в европейских странах. Именно дощечки из буковой древесины служили для древних германских и кельтских жрецов первыми «книгами», на которых записывались руны; отсюда и название книги в германских языках (например, англ. Book), и даже русское слово «буква».

Бук обладает большим генетическим разнообразием, которое позволяет ему приспосабливаться к климатическим изменениям и расти в местностях с разными природными условиями. Однако глобальное потепление, скорость наступления которого только увеличивается, может привести к тому, что европейский бук не успеет приспособиться к изменением и исчезнет. С этим и решили бороться российские и европейские биологи.

Замечено, что уже сейчас ареал произрастания бука сдвинулся в более северные и горные районы. Связано это с тем, что жарких летних дней стало больше, а морозных и холодных дней зимой меньше; понижается влажность воздуха и количество выпадаемых осадков. Всё это создаёт неблагоприятные условия для выживания ценного растения. А поскольку бук образует леса с полноценной экосистемой, то коренным изменениям (вплоть до исчезновения) может быть подвержена и она. Европейский бук по отношению к климатическим условиям – типичный «середняк»: ему необходимо среднее количество осадков (500 мм и более, вплоть до почти 2000 мм в горах) и средняя температура зимой и летом: губительными для растения являются и сильная жара, и продолжительные сильные морозы зимой (особенно для молодых растений). Всё это заставляет бук осваивать новые территории по мере того, как старые становятся менее пригодными для жизни.

Для лабораторного исследования учёные взяли саженцы и взрослые растения, происходящие из двенадцати различных популяций, которые отличаются друг от друга по количеству осадков; следовательно, растения из этих популяций по-разному обеспечиваются водой. У отобранных растений анализировался генотип, вследствие чего выявлялись генетические изменения, которые образуются в связи с различиями в снабжении водой. В лабораторных были найдены соответствующие генетические маркеры; они располагались в участках генотипа, ответственных за реакцию на стресс и сезонные изменения в организме. Маркеры были двух типов: одни из них – селективно-нейтральные, то есть не имеющие отношения к естественному отбору; вторые же – это маркеры, которые могут быть связаны именно с адаптацией к изменившимся условиям. 5Что это может дать учёным? С помощью открытой зависимости генов и климатических условий можно будет проводить испытания, повышающие приспособляемость европейского бука к последствиям так называемого глобального потепления.