Крошечные рачки копеподы используют генетические и эпигенетические механизмы для адаптации к изменению климата

Копеподы — это крошечные ракообразные, едва заметные невооруженным глазом, но красивые под микроскопом и чрезвычайно важные для жизни на Земле. Они встречаются почти в каждом пресноводном и морском местообитании и, возможно, являются самыми многочисленными животными в океане. Автор: Андрей Савицкий

Впервые в истории науки исследователи проследили эволюцию морских копепод — крошечных ракообразных, находящихся в основе пищевой цепи океана — на протяжении 25 поколений. Оказалось, что эти существа используют не только генетические изменения (постоянные изменения ДНК), но и эпигенетические (временные химические модификации, включающие или выключающие участки ДНК) для выживания в условиях глобального потепления и закисления океана.

Исследование, опубликованное 15 июля 2025 года в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, показало, что эти механизмы работают независимо, но дополняют друг друга, создавая «двойную стратегию» долгосрочной устойчивости.

«Это история молекулярной надежды перед лицом стремительно меняющейся планеты, — говорит ведущий автор исследования Мелисса Песпени, доцент биологии Университета Вермонта. — Мы обнаружили, что эволюция использует не один, а два инструментария, и они дополняют друг друга».

До сих пор мало исследований отслеживали генетические и эпигенетические изменения одновременно на протяжении многих поколений. Этот эксперимент — один из первых, демонстрирующих, что эпигенетические изменения могут помочь популяциям выжить и, возможно, даже способствовать будущей генетической адаптации.

Эволюция в ведре

Учёные выращивали популяции копепод вида Acartia tonsa в лабораторных условиях, подвергая их воздействию повышенных температур и закисления воды. За год эти быстро размножающиеся организмы прошли 25 поколений.

Профессор Университета Вермонта Мелисса Песпени возглавила исследование, которое показало, как морские организмы могут быть более устойчивы к изменению климата, чем считалось ранее. Автор: Джошуа Браун/UVM

Исследователи обнаружили, что генетические и эпигенетические изменения происходили в разных участках генома, что указывает на их независимую роль в адаптации. Эпигенетические изменения чаще затрагивали гены, связанные со стрессовыми реакциями и регуляцией «прыгающих» участков ДНК.

«Эпигенетика — это не просто сноска в биологии, — подчёркивает Песпени. — Она важна. Мы не переписываем Дарвина, но расширяем современный синтез, включая этот механизм».

Почему копеподы важны

Несмотря на крошечные размеры, копеподы играют ключевую роль в морской экосистеме и глобальном углеродном цикле. Они являются основой пищевой цепи, поддерживая жизнь рыб, китов и морских птиц.

«Без копепод не будет ни рыб, ни китов, ни океанической системы, которую мы знаем, — говорит Песпени. — И они, возможно, самые многочисленные животные на Земле».

Способность копепод быстро адаптироваться к изменениям среды может помочь сохранить биоразнообразие в условиях глобального потепления.

Больше информации: Рид С. Бреннан и др., Complementary genetic and epigenetic changes facilitate rapid adaptation to multiple global change stressors, Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2422782122

Источник: University of Vermont