Галапагосские ястребы передают вшей как семейные реликвии
Паразитический образ жизни — одна из самых успешных эволюционных стратегий на Земле, учитывая, что около половины всех известных видов являются паразитами. Биологи давно предполагали, что явление совместного расхождения (ко-дивергенции) паразитов и хозяев — ключевой механизм, ведущий к биоразнообразию. Группа экологов и эволюционных биологов из Университета Аризоны под руководством Дженнифер Куп и Ноя Уайтмена представила одни из первых полевых доказательств этой гипотезы, изучив популяции галапагосских ястребов (Buteo galapagoensis) и обитающих в их оперении пухоедов (Degeeriella regalis).
Простая идея и сложное доказательство
Идея совместного расхождения проста: когда популяция хозяина разделяется на изолированные группы, которые могут стать разными видами, их паразиты, вероятно, пройдут тот же путь. Однако проверить это сложно, так как паразитов трудно изучать.
Исследование, опубликованное в журнале Biology Letters Королевского общества, показало, что популяционная структура пухоедов в точности повторяет структуру популяций ястребов на архипелаге, несмотря на то что это совершенно разные виды.
Вши как «эволюционные реликвии»
«Мы обнаружили, что вши передаются от матери птенцам во время высиживания, почти как гены, — объяснил Ной Уайтмен. — Это эволюционные реликвии».
Поскольку ястребы передают пухоедов из поколения в поколение, учёные хотели выяснить, расходятся ли популяции вшей между разными популяциями и отдельными особями ястребов независимо или же совместно с хозяевами.
«Каждая птица — это остров»
Анализ ДНК, проведённый в партнёрстве с Национальным парком Галапагос, показал, что пухоеды, живущие на одной птице и её потомстве, генетически ближе друг к другу, чем к вшам с другой птицы. По мере того как ястребы диверсифицируются в отдельные популяции на разных островах, их паразиты диверсифицируются вместе с ними.
«Для вшей каждая птица — это остров, и их популяции сильно различаются от птицы к птице, — сказал Уайтмен. — Та же картина повторяется между популяциями птиц на разных островах. Это как матрёшки».
Идеальная природная лаборатория
Команда выбрала для исследования Галапагосские острова (в 575 милях от побережья Эквадора), так как виды, колонизировавшие эти молодые в геологическом плане острова, эволюционировали в изоляции. Из всех позвоночных, аборигенных для Галапагосов, ястреб — самый недавний прибывший вид. Это означает, что эволюция популяций птиц и паразитов, вероятно, находится на самых ранних стадиях.
За четыре года полевых работ на восьми основных островах команда поймала сотни ястребов (позже выпущенных невредимыми), собрала образцы крови и пухоедов для геномного анализа. Пухоеды специализированы на этом виде-хозяине и потребляемых перьях и не могут выжить на других видах.
Значение для науки
Это исследование помогает объяснить высокую скорость эволюции паразитов. Понимание совместной эволюции паразитов и хозяев имеет значение для биомедицинских наук, а также для исследователей, изучающих паразитов как эволюционные маркеры видов-хозяев.
«Тот факт, что мы смогли работать с этими птицами, главными хищниками в их среде обитания, и получить ответы на фундаментальные вопросы биологии, показывает, почему такие места должны продолжать сохраняться», — заключил Уайтмен.