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Tige génétique au renivellement de communauté et à l'évolution d'écosystème

Il est notoriété publique que les gènes règlent des traits tels que l'oeil et la couleur des cheveux. Mais un grand groupe de scientifiques de deux continents a constaté que les gènes d'un contrôle d'organisme non seulement les caractéristiques de cela individuel mais dictent également le comportement des milliers d'autres organismes dans une communauté.

Ils disent ces gènes, en fait, influencent l'évolution d'un écosystème entier.

« Nous poussons un domaine de la recherche neuf entier, » a dit le principal enquêteur Tom Whitham, professeur de régents des sciences biologiques à l'université du nord de l'Arizona.

C'est un inducteur qui n'a pas été exploré avant. Après tout, l'idée de regarder les gènes des milliers de substances dans même une communauté simple est intimidante au mieux.

« Ce qui nous avons fait est mettent à zéro dedans sur une substance de fondation, parce que pas toutes les substances sont comme également importantes écologiquement, » Whitham a dit. La fondation, ou la clavette, substance est dans ce cas l'arbre de peuplier, qui est le premier arbre pour faire ordonnancer tous ses gènes, ou tracé.

Parmi les gènes à l'étude sont ceux qui règlent le niveau des tannins dans les peupliers, qui sont les arbres dominants dans les habitats ripicoles dans l'ouest. Les différentes personnes, ou les génotypes, des peupliers ont différents niveaux des tannins.

Ces niveaux génétiquement réglés de tannin pilotent la structure--ou phénotype--d'une forêt ripicole, selon Whitham. Les tannins affectent le régime de décomposition des lames de peuplier, qui affecte consécutivement la fertilité des saletés, qui affecte les microbes dans la saleté, qui affectent les insectes qui vivent dans la saleté ou mangent les lames, qui affectent les oiseaux qui alimentent sur les insectes, et ainsi de suite.

Dans la question de juillet de la génétique de révisions de nature et la question de mai de l'évolution, Whitham et chercheurs semblables discutent comment ce phénotype est héritable à un niveau d'écosystème. C'est-à-dire, la progéniture d'un arbre sont susceptibles de supporter les mêmes communautés des organismes et des procédés d'écosystème que leurs parents ont supportés.

C'est des lieux avec des implications d'une grande portée. Considérez, par exemple, les efforts de conservation pour préserver la biodiversité face à la destruction d'habitat, au changement climatique et à d'autres chocs sur l'environnement. Plantant les arbres qui sont résultat génétiquement divers de volonté dans la plus grande diversité de l'autre substance dans la communauté dépendante. Plus la diversité d'arbre est grande, plus la possibilité de la substance associée survivant la dégradation environnementale est grande.

« Elle n'est pas assez pour sauvegarder rare et l'espèce menacée. Nous devons sauvegarder la diversité génétique dans la substance de fondation, » a dit Jennifer Schweitzer, un co-auteur du papier de génétique de révisions de nature et du chercheur post-doctoral à NAU. « Avoir la diversité génétique élevée dans ces substances de fondation est assurance contre des modifications à l'avenir. »

La recherche a également des ramifications quand il s'agit d'organismes génétiquement modifiés et leurs effets sur les horizontaux dans lesquels elles sont introduites. Par exemple, les herbes qui sont génétiquement modifiées pour éviter l'accroissement de mauvaise herbe pourraient réussir cette résistance le long aux centrales exotiques, qui alors pourraient assurer une communauté et changent l'évolution de cet écosystème.

Plus de 50 chercheurs des Etats-Unis, du Canada et d'Australie étudient ce gestionnaire génétique de structure de communauté et d'évolution d'écosystème. Le travail est financé par les frontières des $5 millions dans la bourse de recherche biologique intégratrice du National Science Foundation. Le projet comprend des scientifiques d'une multitude de disciplines parce que, comme Whitham dit, « aucune personne n'a toutes les qualifications pour faire ceci. »

« C'est un projet passionnant avec le choc global, entraînant sur les compétences des généticiens, des écologistes, des biologistes moléculaires, des biogeographers et d'autres, » a dit Chris Greer, directeur du programme au National Science Foundation. « On s'attend à ce que les résultats jettent non seulement la lumière sur la façon dont le fonctionnement de communautés biologique complexe mais pour aviser des efforts pour adresser le choc des activités humaines, telles que la fragmentation d'horizontal, sur des écosystèmes chargés en travers de la planète. »

Les chercheurs sont les premiers pour étudier le cadre génétique des communautés et des écosystèmes dans le sauvage. Ils ont planté plusieurs « jardins courants » expérimentaux des peupliers en Arizona et en Utah. Les arbres sont propagés à la serre chaude des recherches de NAU. Par l'empreinte génétique, Les scientifiques connaissent le renivellement génétique précis de chaque arbre.

Dans une expérience, le groupe de Whitham a fonctionné avec le bureau de la remise en état pour planter environ 10.000 arbres à la réserve nationale de Cibola le long du Lower Colorado River, environ 20 milles au sud de Blythe, Californie, pour examiner comment la diversité génétique au niveau de gabarit influence des communautés et des procédés d'écosystème.

« Le bureau de la remise en état obtient la réfection hors de ce projet, et nous obtenons cette expérience incroyable, » a dit Whitham.

Toutes les expériences, jusqu'ici, ont dépassé les attentes des chercheurs. « Au commencement nous avons pensé que [des influences génétiques] soyez plus localisé--que les influences seraient moins génétiques et plus ambiantes car nous avons déménagé au delà du jardin courant local réglant aux tous les États-Unis occidentaux » en fin de compte, cependant, Whitham a dit, « les gènes de centrale sont bien plus importants que nous nous sommes jamais attendus à ce qu'ils soient. »

Maintenant les chercheurs veulent savoir si leurs découvertes jugent vrai dans différents environnements autour du monde. « Pour comprendre combien important quelque chose est, vous devez vérifier dans les locations multiples, » Whitham a dit.

Une étude parallèle en Australie qui examine l'arbre d'eucalyptus pendant que la substance de fondation donne les mêmes résultats que les études sur des peupliers. Et Whitham est juste retourné d'Afrique du Sud et du Bornéo en Asie du Sud-Est, où il plante les graines pour davantage d'étude.