Кукушки эволюционируют, чтобы походить на своих хозяев, и в процессе образуют новые виды
Теория коэволюции предполагает, что тесное взаимодействие видов может приводить к взаимным эволюционным изменениям и, в конечном итоге, к видообразованию. Однако до сих пор реальных доказательств этой связи было мало.
Исследователи нашли такие доказательства, изучив «эволюционную гонку вооружений» между кукушками и птицами-хозяевами, в чьи гнёзда они подбрасывают яйца.
Как работает мимикрия
Бронзовые кукушки откладывают яйца в гнёзда мелких певчих птиц. Вылупившийся птенец кукушки выбрасывает яйца хозяев из гнезда. Хозяева не только теряют собственное потомство, но и тратят недели на выкармливание кукушки, упуская возможность для нового размножения.
Каждый вид бронзовых кукушек внешне почти неотличим от птенцов своего вида-хозяина, что обманывает приёмных родителей.
Механизм видообразования
Исследование показывает, что новые виды могут возникать, когда кукушка эксплуатирует несколько разных хозяев. Если птенцы каждого вида-хозяина имеют отличительную внешность, а хозяева отвергают непохожих птенцов, то вид кукушки разделяется на отдельные генетические линии. Каждая линия мимикрирует под птенцов своего предпочтительного хозяина. Эти линии — первый признак формирования новых видов.
«Это захватывающее открытие потенциально применимо к любым парам видов, находящимся в противостоянии. Коэволюционная гонка вооружений, как мы видели на примере кукушки, может вызывать появление новых видов и увеличивать биоразнообразие на нашей планете», — отметил профессор Килнер из Кембриджского университета, соавтор работы.
Яркие различия между птенцами разных линий кукушек соответствуют более тонким различиям в оперении и криках взрослых особей. Это помогает самцам и самкам, специализирующимся на одном хозяине, узнавать друг друга и образовывать пары.
Роль «гонки вооружений»
«Кукушки очень дорого обходятся своим хозяевам, поэтому те эволюционно научились распознавать и выбрасывать кукушат из своих гнёзд», — говорит ведущий автор исследования профессор Наоми Лэнгмор из Австралийского национального университета.
Она добавила: «Выживают и передают гены только те кукушки, чьи птенцы больше всего похожи на птенцов хозяев. Поэтому за многие поколения кукушата эволюционировали, чтобы имитировать хозяйских птенцов».
Анализ показал, что коэволюция с наибольшей вероятностью ведёт к видообразованию, когда кукушки наносят хозяевам максимальный ущерб, что приводит к интенсивной «коэволюционной гонке вооружений» между защитой хозяев и контр-адаптациями кукушек.
Широкомасштабный анализ
Анализ всех видов кукушек выявил, что те линии, которые наиболее затратны для своих хозяев, имеют более высокие темпы видообразования по сравнению с менее затратными видами кукушек и их непаразитическими родственниками.
«Это открытие значимо для эволюционной биологии. Оно показывает, что коэволюция между взаимодействующими видами увеличивает биоразнообразие, стимулируя видообразование», — заявила старший автор работы доктор Клэр Холлили из Австралийской национальной коллекции дикой природы CSIRO.
Методология
Исследование стало возможным благодаря прорывному методу извлечения ДНК из скорлупы яиц в исторических коллекциях для генетического анализа. Учёные смогли объединить два десятилетия поведенческих полевых наблюдений с анализом ДНК образцов яиц и птиц из музеев и коллекций.
Исследование опубликовано в журнале Science. В нём участвовала международная команда из Кембриджского университета, Австралийского национального университета, CSIRO (национальное научное агентство Австралии) и Мельбурнского университета.