Виды, известные как виды, формирующие морскую среду обитания, — горгонарии, кораллы, водоросли, морские водоросли, морские фанерогамы и т. д. — представляют собой организмы, которые помогают создавать и структурировать подводные ландшафты. Это естественные убежища для других видов, которые обеспечивают биомассу и сложность морского дна.

Но этим ключевым видам морских экосистем в настоящее время угрожают изменения климата и другие возмущения, связанные с деятельностью человека. Теперь исследование, опубликованное в журнале Global Ecology and Biogeography, предупреждает, что даже в морских охраняемых районах (MPA) генетическое разнообразие структурных видов не защищено, хотя оно необходимо для реагирования и адаптации популяций к изменениям, которые изменяют естественную природу. среда.

Исследование было проведено Лаурой Фигуэрола-Феррандо, Кристиной Линарес, Игнаси Монтеро-Серра и Мартой Пажес-Эскола с факультета биологии Барселонского университета и Исследовательского института биоразнообразия Университета Барселоны (IRBio); Жан-Батист Леду и Альдо Баррейро из Междисциплинарного центра морских и экологических исследований (CIIMAR) в Португалии и Жоаким Гаррабу из Института морских наук (ICM-CSIC).

Генетическое разнообразие также является компонентом биоразнообразия.

Традиционно в планах управления и сохранения морского биоразнообразия учитывались такие факторы, как богатство видов. Генетическое разнообразие — еще один важный компонент биоразнообразия — отражает генетическую изменчивость, существующую среди организмов одного и того же вида, и является определяющим фактором адаптивной способности популяций и их выживания. Несмотря на свою важность, генетическое разнообразие до сих пор не учитывалось в планах управления и сохранения.

«Генетическое разнообразие играет ключевую роль в повышении способности видов, популяций и сообществ адаптироваться к быстрым изменениям окружающей среды, возникающим в результате изменения климата, и, таким образом, повышать их устойчивость», — говорит исследователь Лаура Фигуэрола-Феррандо, первый автор исследования.

«Однако до сих пор подавляющее большинство морских охраняемых территорий реализуется на основе наличия нескольких видов и местообитаний, без учета их генетического разнообразия. Другим примером может служить красный список Международного союза охраны природы (МСОП), который также не учитывает генетическое разнообразие».

«В последние годы усилилась необходимость сосредоточить природоохранные усилия на защите генетического разнообразия. Технический прогресс в массовом развитии различных методов определения генетического разнообразия (например, за счет использования микросателлитов или небольших фрагментов ДНК), а также а также их доступная стоимость могут помочь включить генетическое разнообразие в планы управления и сохранения», — говорит исследователь из Департамента эволюционной биологии, экологии и наук об окружающей среде UB.

От северо-западной Атлантики до Гвинейского залива

В исследовании применяются макрогенетические методы для выявления общих генетических закономерностей различных морских видов в больших пространственных масштабах. Авторы проанализировали данные из глобальной базы данных, содержащей информацию о генетическом разнообразии (на основе микросателлитов) для более чем 9300 популяций 140 видов в различных морских регионах по всему миру.

В результатах изложен эталонный сценарий генетических паттернов видов, формирующих морскую среду обитания (кораллы, макроводоросли, морские фанерогамы и т. д.), которые могут представлять потенциальный интерес для улучшения управления морской флорой и фауной и планов сохранения.

Северо-западные атлантические провинции и Бенгальский залив являются регионами, где выявлено самое высокое генетическое разнообразие морских ландшафтных видов. Достаточно высокие значения (выше среднемирового) также были выявлены в Средиземноморье. Напротив, морскими провинциями с наименьшими значениями генетического разнообразия являются Гвинейский залив и юго-западная Атлантика.

Полученные данные также указывают на положительную корреляцию между генетическим разнообразием и видовым богатством как животных, так и растительных видов, формирующих морскую среду обитания. Тем не менее, документ предупреждает о тревожном результате: сеть морских охраняемых районов (RAMP) в крупных океанических экорегионах не сохраняет области, где генетическое разнообразие видов, формирующих морскую среду обитания, является самым высоким.

«Мы увидели, что то, что не охраняется в МОР, — это генетическое разнообразие. В исследовании первоначальная гипотеза заключалась в том, что в этих районах будет больше генетического разнообразия, но это не так. На самом деле, мы на глобальном уровне видно, что нет различий в генетическом разнообразии внутри и за пределами МОР», — отмечает Лаура Фигуэрола-Феррандо, которая работает над докторской диссертацией под руководством Кристины Линарес (UB) и Хоакима Гаррабу (ICM-CSIC).

Новая модель экваториального биоразнообразия на полюсах

Авторы также выявили специфическую закономерность в распределении генетического разнообразия морских средообразующих видов, отличную от известных на сегодняшний день традиционных моделей.

«Это бимодальный широтный паттерн: это сложная биогеографическая модель, и она подразумевает, что если мы смоделируем, как генетическое разнообразие этих видов меняется в зависимости от широты, мы обнаружим два пика в умеренных зонах и небольшой спад генетического разнообразия на экваторе. ", отмечает профессор академии ICREA Кристина Линарес (UB-IRBio), один из координаторов исследования вместе с Жаном-Батистом Леду (CIIMAR).

Это научное открытие актуально, поскольку еще несколько десятилетий назад считалось, что распределение биоразнообразия на планете носит унимодальный характер, то есть имеет максимальные значения на экваторе и уменьшается к полюсам. «Это не всегда так, особенно с точки зрения видового разнообразия в морских экосистемах. Например, в случае с бентосными видами эта модель является биомодальной, а не унимодальной с точки зрения как видового богатства, так и генетического разнообразия», — объясняет Кристина Линарес.

«В нашем исследовании на бимодальный широтный паттерн влияет таксономия: в используемой модели мы обнаружили статистически значимые различия между видами животных (большее генетическое разнообразие) и видами растений (меньшее генетическое разнообразие). Кроме того, если мы исследуем широтный паттерн, разделяющий видов животных и растений, мы можем видеть, что бимодальный паттерн продолжает наблюдаться у животных, но этого нельзя сказать о растениях», — добавляет исследователь Жан-Батист Леду (CIIMAR).
Генетическое разнообразие: совершенствование планов управления сохранением

Выводы работы напоминают о необходимости включения генетического разнообразия популяций в планы управления и сохранения биоразнообразия на планете.

«Важность наличия генетического разнообразия в планах управления и сохранения биоразнообразия была только что подтверждена Куньминско-Монреальской глобальной рамочной программой в области биоразнообразия в рамках Конвенции о биологическом разнообразии (CBD/COP/15/L25, 2022). В этом контексте мы считаем, что исходные данные о моделях генетического разнообразия видов, формирующих морскую среду обитания, определенные в нашей работе, могут быть очень актуальными», — отмечает Жан-Батист Леду.

Это исследование также показывает, что Средиземноморский и Атлантический регионы являются одними из наиболее представленных в научной литературе, используемой в этой работе по макрогенетическим моделям глубоководных структурных видов.

«С другой стороны, если мы посмотрим на проанализированные таксоны, мы увидим, что Средиземное море является морской провинцией, где у нас есть исследования большего количества различных таксонов (октокораллы, гексакораллы, губки, морские фанерогамы и водоросли). В северной Атлантике есть также довольно много таксонов (в основном водоросли, морские фанерогамы, но также и гексакораллы, октокораллы, мшанки и губки). С другой стороны, в южной части Атлантики исследования в основном сосредоточены на водорослях», — заключают исследователи.

https://phys.org/news/2023-05-global-macrogenetic-marine-habitat-forming-species.html