Новое исследование противоречит гипотезам об эволюции пауков-кругопрядов
Биолог из Университета Джорджа Вашингтона, вооружившись новыми данными ДНК, вновь открыл загадочное дело о происхождении пауков-кругопрядов. Его исследование может опровергнуть десятилетия представлений о 230-миллионолетней истории этих восьминогих художников.
Кругопряды, составляющие почти треть из 45 000 описанных видов пауков, известны своими замысловатыми шелковыми творениями. Эта группа паукообразных не только многочисленна, но и чрезвычайно разнообразна. Каждый вид строит свою уникальную паутину — от искусно сконструированных геометрических сетей до спутанных клубков белых нитей.
Построение генеалогических связей между видами — ключ к пониманию диверсификации пауков, говорит профессор биологии Густаво Хормига. Однако исследователи давно спорят о ключевом вопросе эволюции архитектуры паутины.
Спор, который восходит как минимум к 1880-м годам, касается возникновения двух основных групп кругопрядов: одна плетет ловчую спираль своей сети из сухой шелковой нити, состоящей из тысяч тонких петлевидных фибрилл, а другая использует более липкую нить, покрытую клейким гликопротеином.
Поскольку обе группы плетут паутину схожим образом, ученые в основном поддерживали теорию о едином происхождении двух типов сетей (крибеллятных и экрибеллятных).
Однако результаты предварительного исследования 2014 года под руководством доктора Хормиги указывают на обратное: два типа паутин, по мнению исследователей, эволюционировали независимо или имеют гораздо более древнее происхождение, чем принято считать. Более того, новые данные показывают, что другие семейства — например, пауки-скакуны и пауки-волки — могли на самом деле произойти от предков-кругопрядов.
«Любая из альтернатив требует серьезного пересмотра нашего нынешнего понимания эволюционной хроники пауков», — пишут исследователи в своей статье, опубликованной прошлым летом в журнале Current Biology.
Теперь, получив новое финансирование от Национального научного фонда (NSF), доктор Хормига и его коллеги из Гарвардского университета расширят это исследование, используя современные методы секвенирования ДНК. Они стремятся реконструировать новое эволюционное древо, которое изобразит взаимоотношения между 21 известным семейством кругопрядов и их близких родственников.
Новое исследование будет посвящено тому же вопросу, над которым доктор Хормига и международная команда ученых работали четыре года назад, но с новыми доказательствами.
В своем исследовании 2011 года ученые поддержали гипотезу «единого происхождения». Однако эти результаты, как и другие молекулярные исследования, опирались лишь на горстку генов, что могло привести к ошибкам в выводах, говорит доктор Хормига.
Используя новые методы сбора и сравнения генетических данных у многочисленных пауков, доктор Хормига утверждает, что его новое исследование даст более точную и полную картину эволюции кругопрядов, позволив наконец ответить на давний вопрос об их происхождении.
«Понимание эволюционных взаимосвязей существ, которые эволюционировали более двухсот миллионов лет назад за относительно короткий промежуток времени, — очень сложная проблема. Это не так-то просто, — говорит доктор Хормига. — С помощью методов секвенирования следующего поколения можно собирать на порядки больше данных быстрее и дешевле».
Он сравнивает исследование с повторным судебным разбирательством с новым набором свидетелей.
«В идеале, если каждый свидетель говорит правду, прояснится, что произошло на самом деле. Но некоторые из них могут не говорить правды. Или некоторые думают, что говорят правду, но доказательства иногда вводят в заблуждение, — говорит доктор Хормига. — Но теперь у нас есть новые методы и масса данных».
Начиная с этого лета, доктор Хормига будет путешествовать по миру — от Мадагаскара до Новой Зеландии — в поисках и для сбора пауков, которых привезет в свою лабораторию в GW. Сбор новых образцов имеет ключевое значение, поскольку ДНК из образцов пауков в музеях легко деградирует и не подходит для такого рода молекулярной работы.
Доктор Хормига надеется, что проект заложит фундаментальную сравнительную основу для исследований по широкому кругу тем, включая биологию шелка, половой отбор и эволюцию яда. И он расскажет полную историю об одном из доминирующих хищников нашей планеты.
«Мы отправляем зонды в космос, чтобы найти возможные формы жизни, — говорит доктор Хормига. — Но у нас относительно слабое понимание разнообразия на Земле».