Новое исследование: естественный отбор может замедлять эволюцию и сохранять сходства между поколениями

Новое исследование Мичиганского государственного университета предполагает, что естественный отбор обладает не только силой вызывать изменения, но и силой сохранять стабильность.

"Естественный отбор дал нам огромное разнообразие жизни... Но он также может вызывать сходства", — заявил Джефф Коннер, профессор Колледжа естественных наук и сотрудник биологической станции им. У.К. Келлога (KBS).

Пересмотр роли отбора и ограничений

Исследование, опубликованное в журнале New Phytologist, расширяет понимание естественного отбора в контексте другого эволюционного механизма — генетического ограничения.

• Генетическое ограничение — по мере эволюции виды могут терять генетическую гибкость в определённых областях, что стабилизирует конкретные признаки.
• Традиционный взгляд: естественный отбор — "ускоритель" эволюции (разнообразие), ограничение — "тормоз" (сходство).
• Новый вывод работы: "Отбор также может замедлять процессы, вызывать сходства так же, как и различия".

Эксперимент на дикой редьке

Исследователи использовали дикую редьку как модельный организм, изучая ключевую особенность её цветка: длину тычинок (продуцирующих пыльцу частей). У неё четыре длинные и две короткие тычинки.

Этот признак широко распространён среди почти 4000 родственников дикой редьки в семействе капустных, включая:

• Arabidopsis thaliana (модельный организм)
• Чесночницу (инвазивный вид в США)
• Культуры: капусту, цветную капусту, брюссельскую капусту

Чтобы оценить влияние отбора и ограничений, команда применила искусственный отбор, скрещивая растения с тычинками более близкой длины, чтобы изменить признак.

Результаты: быстрое изменение "консервативного" признака

Признак отреагировал очень быстро. За пять поколений (пять лет) разница в длине тычинок была уменьшена более чем на 30%.

"Это семейство растений сохраняло этот признак на протяжении 50 миллионов лет, а мы смогли устранить треть различия за пять поколений... Если бы мы продолжили, мы, вероятно, вернулись бы к шести тычинкам равной длины", — отметил Коннер.

Вывод

Предки семейства имели тычинки равной длины. Дикая редька и большинство её родственников развили и сохранили признак "4 длинных, 2 коротких", вероятно, благодаря естественному отбору (возможно, из-за преимуществ в опылении).

Исследование демонстрирует: "Многое из того, что люди считали невозможным для отбора, — отбор может сделать".