Volgens nieuw onderzoek onder leiding van Carnegie's Moises Exposito-Alonso en gepubliceerd in Science hebben klimaatverandering en vernietiging van habitats mogelijk al geleid tot het verlies van meer dan een tiende van 's werelds genetische diversiteit op het land. . Dit betekent dat het misschien al te laat is om de vorig jaar aangekondigde doelstelling van de Verenigde Naties te halen om tegen 2030 90 procent van de genetische diversiteit voor elke soort te beschermen, en dat we snel moeten handelen om verdere verliezen te voorkomen.

Honderden dier- en plantensoorten zijn uitgestorven in het geïndustrialiseerde tijdperk en menselijke activiteit heeft de helft van de ecosystemen op aarde beïnvloed of gekrompen, waardoor miljoenen soorten zijn aangetast. Het gedeeltelijke verlies van geografisch bereik vermindert de populatiegrootte en kan geografisch voorkomen dat populaties van dezelfde soort met elkaar in wisselwerking staan. Dit heeft ernstige gevolgen voor de genetische rijkdom van een dier of plant en hun vermogen om de komende uitdagingen van klimaatverandering het hoofd te bieden.

"Wanneer je delen van de habitat van een soort wegneemt of fundamenteel verandert, beperk je de genetische rijkdom die beschikbaar is om die planten en dieren te helpen zich aan te passen aan veranderende omstandigheden", legt Exposito-Alonso uit, die een van Carnegie's prestigieuze Staff Associate-functies bekleedt - die erkent excellentie in de vroege loopbaan - en is ook een assistent-professor, met dank aan de Stanford University.

Tot voor kort werd dit belangrijke onderdeel over het hoofd gezien bij het stellen van doelen voor het behoud van de biodiversiteit, maar zonder een gevarieerde pool van natuurlijke genetische mutaties waarop kan worden geput, zullen soorten beperkt zijn in hun vermogen om veranderingen in hun geografische verspreidingsgebied te overleven.

In de populaire cultuur brengen mutaties superkrachten over die de wetten van de fysica tarten. Maar in werkelijkheid vertegenwoordigen mutaties kleine, willekeurige natuurlijke variaties in de genetische code die een positief of negatief effect kunnen hebben op het vermogen van een individueel organisme om te overleven en zich voort te planten, waarbij de positieve eigenschappen worden doorgegeven aan toekomstige generaties.

"Als resultaat, hoe groter de poel van mutaties waaruit een soort kan putten, des te groter de kans om op die gelukkige mix te stuiten die een soort zal helpen gedijen ondanks de druk die wordt veroorzaakt door verlies van leefgebied, evenals veranderende temperatuur en neerslagpatronen," voegde Exposito-Alonso toe.

Hij en zijn medewerkers wilden een op populatiegenetica gebaseerd raamwerk ontwikkelen voor het evalueren van de rijkdom aan mutaties die beschikbaar zijn voor een soort in een bepaald gebied.

Ze analyseerden genomische gegevens voor meer dan 10.000 individuele organismen van 20 verschillende soorten om aan te tonen dat het aardse planten- en dierenleven op aarde al een veel groter risico lopen op verlies van genetische diversiteit dan eerder werd gedacht. Omdat de snelheid waarmee genetische diversiteit wordt teruggewonnen veel langzamer is dan die waarmee ze verloren gaat, beschouwen de onderzoekers het als onomkeerbaar.

"Het wiskundige hulpmiddel dat we bij 20 soorten hebben getest, zou kunnen worden uitgebreid om bij benadering instandhoudingsgenetica-projecties te maken voor andere soorten, zelfs als we hun genomen niet kennen", concludeerde Exposito-Alonso. "Ik denk dat onze bevindingen kunnen worden gebruikt om de nieuwe wereldwijde duurzaamheidsdoelstellingen te evalueren en te volgen, maar er is nog steeds veel onzekerheid. We moeten beter werk leveren bij het monitoren van populaties van soorten en het ontwikkelen van meer genetische hulpmiddelen."

"Moi nam een ​​gedurfde, creatieve benadering om een ​​wetenschappelijke vraag te onderzoeken die cruciaal is voor beleidsmakers en natuurbeschermers om te begrijpen of ze strategieën willen implementeren die het hoofd kunnen bieden aan de komende uitdagingen waarmee onze wereld wordt geconfronteerd", zegt Margaret McFall-Ngai, directeur van Carnegie's onlangs gelanceerde Divisie van Biosphere Sciences &Engineering. "Dit soort intellectuele moed is illustratief voor het Carnegie-model om buiten de gebaande paden te treden en het soort werk dat kenmerkend is voor ons prestigieuze Staff Associate-programma."

Het onderzoeksteam omvatte leden van het laboratorium van Exposito-Alonso - Lucas Czech, Lauren Gillespie, Shannon Hateley, Laura Leventhal, Megan Ruffley, Sebastian Toro Arana en Erin Zeiss - evenals medewerkers Tom Booker van de University of British Columbia; Christopher Kyriazis van UCLA; Patricia Lang, Veronica Pagowski, Jeffrey Spence en Clemens Weiß van Stanford University; en David Nogues-Bravo van de Universiteit van Kopenhagen. + Verder verkennen

Opwarming van de aarde kan de genetische variatie van planten in Centraal-Europa verminderen