_ Vrăbii adaptate în mod unic zonei golfului mlaștinile își pierd unicitatea

Clima temperată din zona golfului San Francisco a atras întotdeauna imigranți — animale și oameni — care au avut un impact imprevizibil asupra celor care locuiesc deja în zonă.

Pentru vrăbiile de Savannah din golf, o subspecie care trăiește în mlaștini sărate de maree, imigrația crescută a verilor săi din interior în ultimul secol a fost cu siguranță o veste proastă.

O nouă analiză genomică a vrăbiilor de Savannah (Passerculus sandwichensis) din în jurul statului – multe dintre ele colectate încă din 1889, pielea lor depozitată la Muzeul de Zoologie a Vertebratelor de la Universitatea din California, Berkeley – arată că în ultimii 128 de ani, adaptarea vrăbiilor din zona golfului la apa sărată este diminuată. prin încrucișarea cu vrăbii interioare adaptate la apa dulce.

Rezultatul este un nivel stabil de diversitate genetică în rândul vrăbiilor de coastă din Savannah din California de Nord și Centrală, dar o pierdere a variantelor genetice care le fac adaptate la mlaștinile de maree. Acest lucru ar putea afecta capacitatea păsării de a supraviețui în mlaștini de maree, unde subzistă din apă sărată și crustacee sărate, ceva la care păsările de apă dulce sunt prost adaptate.

Descoperirea surpriză, publicată săptămâna trecută în revista Global Change Biology , poate fi explicată parțial prin scăderea abruptă la nivel de stat a mlaștinilor de maree, care sunt zone umede supuse afluxului mareelor ​​de apă sărată a oceanului. Zona Golfului a înregistrat o scădere cu 90% a mlaștinilor de maree începând cu anii 1800, ceea ce a redus populațiile de vrăbii de Savannah la nivelul în care încrucișarea cu imigranții le afectează adaptarea unică la apă sărată.

„Se pare că există niveluri în creștere. a fluxului de gene din estul Californiei în locuri precum Bay Area, posibil datorită faptului că populația locală devine o chiuvetă în care crescătorii locali nu pot produce cu adevărat suficienti descendenți pentru a menține o populație”, a spus Phred Benham, cercetător postdoctoral la UC Berkeley și conducătorul studiului. „Deci primești afluxul de imigranți dintr-o altă populație. Migranții cred că este un loc frumos în care să stai și să încerce să înființeze un cuib și există această oportunitate ca fluxul de gene să aibă loc în rezidenți.”

Acest flux de gene de la vrăbiile adaptate la apă dulce în vrăbiile adaptate la apă sărată înseamnă că variantele de gene, sau alelele, care permit existența vrăbiilor de mlaștină de maree într-un mediu bogat în sare - prin producerea de rinichi mai mari, de exemplu - se pierd.

„Zonele interioare în care pășunile rămân întinse produc un număr mare de aceste păsări și trebuie să meargă undeva. Și astfel, Bay Area este o destinație”, a spus Rauri Bowie, profesor de biologie integrativă și UC Berkeley. curator de păsări la Muzeul de Zoologie a Vertebratelor (MVZ).

„Vin, dar nu sunt adaptate să se înmulțească în acel mediu. Deci nu se descurcă bine și sunt introducerea alelelor dezadaptative — alele adaptate la apă dulce în populațiile adaptate la apă sărată.Și unele dintre aceste populații de coastă sunt pe cale de dispariție. Dacă mergi în aceste habitate, vezi o mulțime de vrăbii de Savannah, dar se întâmplă ceva sub capotă care este mult mai complex în aceste tipuri de medii specializate.”

Cu 17 subspecii recunoscute în toată America de Nord, Vrăbiile de savană sunt obișnuite, a spus Bowie. Dar subspeciile rare adaptate să trăiască în mlaștinile cu apă sărată sunt considerate amenințate. Două apar în California, o subspecie nordică (P. s. alaudinus), care este listată de stat drept „specie specială îngrijorare”, și o subspecie sudică protejată la nivel federal numită vrăbiuța din Savannah Belding (P. s. beldingi), care apare în jurul San Diego și Tijuana, Mexic.

Veștile bune pentru subspeciile de mlaștină din nord, a remarcat Benham, sunt că zonele umede din jurul estuarului Golfului San Francisco sunt protejate și în creștere, permițând potențial creșterea populațiilor de vrăbii din Savannah de pe coastă.

„Există o cantitate uriașă de eforturi de restaurare a mareelor ​​în curs de desfășurare în zona golfului, iar vrăbiile din Savannah nu sunt singurele care depind de acest lucru. Una dintre speciile cel mai grav pe cale de dispariție din zona golfului este șoarecele de recoltare a mlaștinilor sărate. Există multe din banii federali care se vor folosi pentru protejarea habitatului lor, ceea ce cred că, în cele din urmă, ar aduce beneficii vrăbiilor din Savannah”, a spus el. „Cred că ar fi foarte grozav să revizuim aceste populații în 10 ani pentru a vedea dacă această tendință este în curs sau dacă restaurarea mlaștinilor a permis localnicilor să-și restabilize populațiile și dominația lor.”

Monitorizare continuă a Vrăbiile imigrante, a spus Bowie, „ar da o idee dacă această mlaștină genetică continuă și cât de repede se întâmplă. Sper că, pe măsură ce mlaștinile sunt restaurate, acest lucru va fi atenuat. Dar nu știm asta.”

Benham și Bowie, asistați de Jennifer Walsh de la Laboratorul Cornell de Ornitologie de la Universitatea Cornell din Ithaca, New York, și-au propus să pună o întrebare evolutivă importantă: Cum afectează pierderea habitatului diversitatea genetică a animalelor care ocupă acel habitat? habitat?

„Am vrut să testăm o predicție foarte simplă, că există o diversitate genetică redusă asociată cu pierderea habitatului”, a spus Benham.

Pentru analiza genetică, Benham a obținut mostre de ADN de la vrăbii de Savannah capturate în jurul statului între 1889 și 2017. Pentru a obține ADN din mostre de muzeu, el a răzuit celulele pielii de pe degetele păsărilor. Pentru comparație, el a colectat mostre de sânge sau de țesut de la păsări vii pe care le-a întâlnit în ultimul deceniu studiind populațiile de vrăbii din Savannah din jurul Bay Area pentru doctoratul său. teză de la Universitatea din Montana.

Folosind o tehnică numită captarea exomului, el a profilat ADN-ul de la 219 indivizi și a căutat variații genetice în zonele ADN-ului care fuseseră anterior identificate ca importante pentru adaptarea la apă sărată a mlaștinilor. vrăbii. Unele dintre aceste adaptări le descoperise el însuși studiind aceste vrăbii de Savannah.

De exemplu, rinichii lor nu numai că sunt mai mari și astfel sunt capabili să elimine mai multă sare din ureea păsărilor, dar pielea lor este mai puțin permeabilă la apă. Pentru a compensa dependența redusă de răcirea evaporativă, cum ar fi transpirația, pentru a elimina căldura, facturile lor au crescut, ceea ce permite pierderea mai multă căldură din sângele care curge. Toate aceste adaptări compensează faptul că păsările cântătoare nu au dezvoltat niciodată o soluție comună altor păsări de pe litoral - capacitatea de a excreta sare în exces prin glandele nazale.

Cercetătorii au descoperit că diversitatea genetică a subspeciei din California de Sud, vrabia de Savannah din Belding, a scăzut ușor, dar că a fost scăzut chiar și în anii 1880.

Diversitatea genetică în subspeciile din California de Nord, totuși, a rămas relativ ridicată în ultimul secol, probabil din cauza imigrației din situri interioare. Dar această imigrare a dus la alele genetice în regiuni ale genomului implicate în adaptarea apei sărate, care se aseamănă mai mult cu alelele găsite la vrăbiile adaptate la apă dulce.

Bowie a remarcat că rezultatele se referă la o dezbatere majoră în biologia conservării astăzi. — dacă este înțelept să susținem populațiile mici, amenințate, consangvinizate, prin creșterea lor cu populații înrudite. În cazul vrăbiei de Savannah, o astfel de reproducere a redus adaptarea la mediu.

„Aici, arătăm că, dacă fluxul de gene are loc de-a lungul acestor gradienți abrupti de mediu, acesta poate avea efecte negative semnificative asupra populația locală”, a spus Benham.

„Este de fapt un lucru destul de greu să demonstrezi efectele îndoielii”, a subliniat Bowie. „A avea acces la seria istorică a exemplarelor de muzeu de înainte ca mlaștinile să fie transformate în golf pentru a le compara cu păsările moderne te ajută să argumentezi că depresia de reproducere are un efect semnificativ asupra populațiilor. Diversitatea genetică arată grozav, dar maschează. un efect de depresie de consanguinitate.”

(Fluierul)