Ящерицы, живущие в разных городах, имеют параллельные геномные маркеры по сравнению с соседними лесными ящерицами, говорится в новом исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Генетические вариации, связанные с урбанизацией, лежат в основе физических различий городских ящериц, включая более длинные конечности и большие подушечки пальцев, которые показывают, как эти ящерицы эволюционировали, чтобы адаптироваться к городской среде.

Урбанизация кардинально изменила ландшафты по всему миру, изменив взаимодействие животных с природой, создав "острова тепла" с более высокими температурами и нанеся ущерб местному биоразнообразию. Однако многие организмы выживают и даже процветают в городских условиях, используя преимущества новых типов среды обитания, созданных человеком. Исследователи, изучающие эволюционные изменения в городских видах, обнаружили, что некоторые популяции, например, претерпевают метаболические изменения из-за нового рациона питания или развивают повышенную устойчивость к жаре.

"Урбанизация затрагивает примерно две трети Земли и, как ожидается, будет продолжать усиливаться, поэтому важно понять, как организмы могут приспосабливаться к изменяющейся среде", - говорит Кристин Уинчелл, доцент биологии Нью-Йоркского университета и первый автор исследования. "Во многих отношениях города предоставляют нам естественные лаборатории для изучения адаптивных изменений, поскольку мы можем сравнивать городские популяции с их негородскими собратьями, чтобы увидеть, как они реагируют на аналогичные стрессовые факторы и давление в течение коротких периодов времени".

Ящерицы Anolis cristatellus - мелкий вид, также известный как пуэрториканский гребенчатый аполлон - часто встречаются как в городских, так и в лесных районах Пуэрто-Рико. Предыдущие исследования Уинчелл и ее коллег показали, что городские Anolis cristatellus выработали определенные черты для жизни в городах: у них более крупные подушечки пальцев с более специализированными чешуйками, которые позволяют им цепляться за гладкие поверхности, такие как стены и стекла, и более длинные конечности, которые помогают им бегать по открытым пространствам.

В исследовании PNAS ученые изучили 96 ящериц Anolis cristatellus из трех регионов Пуэрто-Рико - Сан-Хуана, Аресибо и Маягуэса, сравнивая ящериц, живущих в городских центрах, с ящерицами, живущими в лесах вокруг каждого города.

Сначала они подтвердили, что популяции ящериц в трех регионах генетически отличаются друг от друга, поэтому любое сходство, которое они обнаружили среди ящериц в трех городах, можно объяснить урбанизацией. Затем они измерили подушечки пальцев и лапы и обнаружили, что у городских ящериц значительно длиннее конечности и больше подушечки пальцев с более специализированными чешуйками на пальцах, что подтверждает ранее проведенные исследования, согласно которым эти признаки эволюционировали, чтобы позволить городским ящерицам процветать в городах.

Чтобы понять генетическую основу этих различий между признаками, исследователи провели несколько геномных анализов экзомной ДНК - участков генома, которые кодируют белки. Они выявили набор из 33 генов, расположенных в трех областях генома ящериц, которые неоднократно ассоциировались с урбанизацией в разных популяциях, включая гены, связанные с иммунной функцией и метаболизмом.

"Хотя нам необходим дальнейший анализ этих генов, чтобы понять, что означает этот вывод, у нас есть доказательства того, что городские ящерицы получают больше травм и имеют больше паразитов, поэтому изменения в иммунной функции и заживлении ран имеют смысл. Аналогично, городские анолы едят человеческую пищу, поэтому вполне возможно, что у них могут происходить изменения в метаболизме", - сказал Винчелл.

В ходе дополнительного анализа они обнаружили у городских ящериц 93 гена, важных для развития конечностей и кожи, что дает геномное объяснение увеличению их ног и подушечек пальцев.

"Физические различия, которые мы наблюдаем у городских ящериц, похоже, отражены на геномном уровне", - говорит Уинчелл. "Если городские популяции развиваются с параллельными физическими и геномными изменениями, то, возможно, мы даже сможем предсказать, как популяции отреагируют на урбанизацию, просто взглянув на генетические маркеры".

"Понимание того, как животные адаптируются к городской среде, может помочь нам направить наши усилия по сохранению видов, которые нуждаются в этом больше всего, и даже построить городскую среду таким образом, чтобы сохранить все виды", - добавил Винчелл.

Применимы ли различия между городскими ящерицами и людьми, живущими в городах? По словам Винчелла, не обязательно, поскольку люди не зависят от прихоти хищников, как ящерицы. Но люди подвержены некоторым из тех же городских факторов, включая загрязнение окружающей среды и более высокие температуры, которые, по-видимому, способствуют адаптации у других видов.

Среди других авторов исследования - Шейн Кэмпбелл-Статон из Принстонского университета, Джонатан Лосос из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, Лиам Ревелл из Массачусетского университета в Бостоне и Католического университета Святой Консепсии в Чили, Брайан Веррелли из Вирджинского университета Содружества и Энтони Женева из Ратгерского университета в Камдене.