Rūšių įvairovės sprogimas dėl hibridizacijos

Rūšių įvairovės sprogimas dėl hibridizacijos
Rūšių įvairovės sprogimas dėl hibridizacijos
Anonim

Per pastaruosius 15 000 metų Viktorijos ežere (Rytų Afrika) išsivystė ne mažiau nei 500 naujų cichlidų rūšių, ryškiaspalvių į ešerius panašių žuvų – tai rekordas gyvūnų ir augalų pasaulyje. Šį evoliucinį galvosūkį dabar išsprendė mokslininkai iš Eawag ir Berno universiteto. Nature Communications paskelbtame tyrime jie pirmą kartą parodė, kad šią sparčią evoliuciją palengvino ankstesnė hibridizacija tarp dviejų toli giminingų ciklidų rūšių iš Aukštutinio Nilo ir Kongo drenažo sistemų.

Dviejų skirtingų cichlidų rūšių hibridizacija leido rekombinuoti genetinius variantus tokiu mastu, kuris kitu atveju nebūtų įmanomas vienoje populiacijoje. Pasak gydytojos Joanos Meier, pirmosios tyrimo autorės: „Tai panašu į tai, kaip „Lego“traktoriaus ir lėktuvo komplektų dalių rekombinacija gali sukurti daugybę transporto priemonių. Iš tiesų, evoliucionavusios rūšys pasižymi daugybe spalvų derinių ir yra prisitaikiusios prie skirtingų buveinių, tokių kaip smėlio dugnas, uolėtos pakrantės ar atviri vandenys – nuo skaidrių seklumos iki nuolatinės drumzlinos gelmės tamsos. Priklausomai nuo rūšies, ciklidai gali iškrapštyti dumblius nuo uolų, minti planktonu, laužyti atvirus sraigių kiauklus, ieškoti vabzdžių lervų arba grobti kitas žuvis, įskaitant jų ikrus ar žvynus.

Hibridizacijos įvykis tikriausiai įvyko maždaug prieš 150 000 metų, kai drėgnu laikotarpiu Kongo kilmė kolonizavo Viktorijos ežero regioną ir susidūrė su Aukštutinio Nilo linijos atstovais. Visuose dideliuose šio regiono ežeruose hibridinė populiacija įvairino procesą, vadinamą „adaptyviąja spinduliuote“(daugelio naujų rūšių, pritaikytų skirtingoms ekologinėms nišoms, evoliucija). Nors tiksli įvykių Viktorijos ežero protėvių eiga dar neatkurta, aišku, kad po sauso laikotarpio jis vėl prisipildė maždaug prieš 15 000 metų. Genetiškai įvairios hibridinės populiacijos palikuonys kolonizavo ežerą ir per evoliuciškai trumpą kelių tūkstančių metų laikotarpį išsiskyrė ir susidarė apie 500 naujų (endeminių) cichlidų rūšių, turinčių daug įvairių ekologinių specializacijų. Ypatingą Viktorijos ežero cichlidų genetinę įvairovę ir gebėjimą prisitaikyti rodo faktas, kad daugiau nei 40 kitų žuvų rūšių, kurios tuo pačiu metu kolonizavo ežerą, nuo to laiko beveik nepasikeitė.

Tyrimas apėmė daugiau nei 3 milijonų 100 cichlidų rūšių genomo vietų sekos nustatymą – tai užduotis, kuri iki šiol nebuvo įmanoma. Tai leido Ole Seehauseno (Eawag žuvų ekologijos ir evoliucijos katedros vedėjo ir Berno universiteto vandens ekologijos profesoriaus) vadovaujamai grupei pateikti tvirtų įrodymų savo teorijai, kad skirtingų rūšių hibridizacija kartu su ekologinėmis galimybėmis gali palengvinti greitą greitį. adaptyvioji spinduliuotė. Per kelis tūkstančius metų šis procesas sukėlė sudėtingą maisto tinklą Viktorijos ežere, nes naujos rūšys savo ruožtu paveikė jų aplinką.

Per pastaruosius 50 metų dėl žemės naudojimo ir nuotekų patekimo pokyčių įvyko ežero eutrofikacija, o gilesniuose vandenyse padidėjo drumstumas ir sumažėjo deguonies. Dėl to įvairios rūšys susiliejo į hibridines populiacijas, nes patinų vestuvinė spalva, traukianti tos pačios rūšies pateles, tapo ne tokia efektyvi; tam tikros giliavandenės buveinės nebėra gyvybingos. Taip buvo prarasta dalis ežero biologinės ir ekologinės įvairovės.

Populiarios temos