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Collegamento genetico a trucco della comunità e ad evoluzione di ecosistema

È vox populi che i geni gestiscono i tratti quale colore dei capelli e dell'occhio. Ma un grande gruppo di scienziati da due continenti ha trovato che i geni di un controllo dell'organismo non solo le caratteristiche di quello determinato ma egualmente dettano il comportamento di migliaia di altri organismi in una comunità.

Dicono questi geni, infatti, influenzano l'evoluzione di intero ecosistema.

“Stiamo spingendo un intero nuovo campo di ricerca,„ ha detto il principale inquirente Tom Whitham, professore dei reggenti delle scienze biologiche alla Northern Arizona University.

È un campo che non è stato esplorato prima. Dopo tutto, l'idea di esame dei geni di migliaia di specie anche in una comunità semplice è scoraggiante nel migliore dei casi.

“Che cosa abbiamo fatto è azzera dentro sulle specie delle fondamenta, perché non tutte le specie sono ecologicamente come ugualmente importanti,„ Whitham ha detto. Le fondamenta, o il tasto, specie in questo caso sono l'albero del cottonwood, che è il primo albero fare tutti i sui ordinare geni, o mappato.

Fra i geni allo studio sono quelli che gestiscono il livello di tannini in cottonwoods, che sono alberi dominanti in habitat rivieraschi nell'ovest. Le persone differenti, o i genotipi, dei cottonwoods hanno livelli differenti di tannini.

Questi livelli geneticamente controllati del tannino determinano la struttura--o fenotipo--di una foresta rivierasca, secondo Whitham. I tannini pregiudicano la tariffa della decomposizione delle foglie del cottonwood, che a sua volta pregiudica la fertilità dei terreni, che pregiudica i microbi nel terreno, che pregiudicano gli insetti che vivono nel terreno o mangiano le foglie, che pregiudicano gli uccelli che si alimentano gli insetti, ecc.

Nell'emissione di luglio della genetica di esami della natura e nell'emissione di maggio di evoluzione, Whitham ed i colleghi ricercatori discutono come questo fenotipo è ereditabile ad un livello di ecosistema. Cioè la progenie di un albero è probabile supportare le stesse comunità degli organismi e dei trattamenti di ecosistema che i loro genitori hanno supportato.

È i locali con le implicazioni ampie. Consideri, per esempio, gli sforzi di conservazione per conservare la biodiversità di fronte alla distruzione dell'habitat, al mutamento climatico e ad altri impatti sull'ambiente. Piantando gli alberi che sono risultato geneticamente diverso di volontà nella diversità aumentata di altre specie nella comunità dipendente. Maggior la diversità dell'albero, maggior la probabilità delle specie associate che sopravvivono alla degradazione ambientale.

“Non è abbastanza per salvare raro e la specie in pericolo di estinzione. Dobbiamo salvare la diversità genetica nelle specie delle fondamenta,„ ha detto Jennifer Schweitzer, un co-author del documento della genetica di esami della natura e del ricercatore postdottorale a NAU. “Avere alta diversità genetica in queste specie delle fondamenta è assicurazione contro i cambiamenti in futuro.„

La ricerca egualmente ha ramificazioni quando si tratta degli organismi geneticamente modificati e dei loro effetti sui paesaggi in cui sono introdotte. Per esempio, le erbe che geneticamente sono alterate per impedire la crescita dell'erbaccia potrebbero passare quella resistenza avanti agli impianti instabili, che poi potrebbero assumere la direzione di una comunità e cambiano l'evoluzione di quell'ecosistema.

Più di 50 ricercatori dagli Stati Uniti, dal Canada e dall'Australia stanno studiando questo driver genetico della struttura della comunità e dell'evoluzione di ecosistema. Il lavoro è costituito un fondo per dalle frontiere i $5 milioni nel sussidio per la ricerca biologico integrante dal National Science Foundation. Il progetto include gli scienziati da un gran numero di discipline perché, come Whitham dice, “nessuna persona ha tutte le abilità per fare questo.„

“Questo è un progetto emozionante con impatto globale, attingente la competenza dei genetisti, ecologi, biologi molecolari, biogeographers ed altri,„ ha detto Chris Greer, direttore del programma al National Science Foundation. “I risultati si pensano che non solo facciano luce su come funzione di comunità biologica complessa ma informare gli sforzi per indirizzare l'impatto delle attività umane, quale frammentazione del paesaggio, sugli ecosistemi sollecitati attraverso il pianeta.„

I ricercatori sono i primi per studiare la struttura genetica delle comunità e degli ecosistemi nel selvaggio. Hanno piantato parecchi “giardini comuni„ sperimentali dei cottonwoods in Arizona e nell'Utah. Gli alberi sono propagati alla serra della ricerca di NAU. Con impronta genetica, Gli scienziati conoscono il trucco genetico preciso di ogni albero.

In un esperimento, il gruppo di Whitham ha funzionato con l'ufficio di recupero per piantare circa 10.000 alberi alla riserva nazionale di Cibola lungo il fiume Lower Colorado, circa 20 miglia a sud di Blythe, California, per esaminare come la diversità genetica al livello del supporto influenza le comunità ed i trattamenti di ecosistema.

“L'ufficio di recupero ottiene il ripristino da questo progetto ed otteniamo questo esperimento incredibile,„ ha detto Whitham.

Tutti esperimenti, finora, hanno superato le aspettative dei ricercatori. “Inizialmente abbiamo pensato che [influenze genetiche] sia localizzato--che le influenze sarebbero meno genetiche e più ambientali poichè ci siamo mossi oltre il giardino comune locale che colloca nei tutti Stati Uniti occidentali„ alla fine, tuttavia, Whitham ha detto, “i geni dell'impianto sono molto più importanti di li abbiamo invitare mai per essere.„

Ora i ricercatori vogliono sapere se i loro risultati sostengono negli ambienti differenti intorno al mondo. “Per capire quanto importante qualcosa è, dovete provare nelle posizioni multiple,„ Whitham ha detto.

Uno studio parallelo in Australia che esamina l'albero di eucalyptus mentre le specie delle fondamenta sta dando gli stessi risultati degli studi sui cottonwoods. E Whitham ha ritornato appena dal Sudafrica e dal Borneo in Sud-est asiatico, in cui sta piantando i semi per ulteriore studio.