Новый элемент пазла улучшает понимание видообразования
Видообразование важно, поскольку оно увеличивает биоразнообразие. Исследование Гётеборгского университета рассматривает процесс видообразования у нескольких морских видов, где разные популяции одного вида могут эволюционировать в два совершенно новых вида.
Когда две популяции вида оказываются изолированы, их гены перестают смешиваться, и со временем популяции становятся всё более отличными друг от друга. Формируется так называемый репродуктивный барьер, поскольку две разные популяции больше не спариваются друг с другом, даже если снова встретятся.
Долгое время учёные полагали, что новые виды могут формироваться только если две популяции были разделены физическим барьером в течение очень длительного времени — сотен тысяч поколений или более.
Новые виды могут формироваться без физической изоляции
Сегодня существует много примеров образования видов без изоляции, например, при продолжающемся генетическом обмене. Этот обмен должен препятствовать дивергенции популяций, поэтому понимание того, как репродуктивные барьеры всё же могут развиваться, является интригующим вопросом для исследователей видообразования.
Самуэль Перини, исследователь с кафедры морских наук и автор новой работы, изучал, что происходит у видов с генетически различными популяциями, которые встречаются в контактной зоне — пограничной области между двумя популяциями.
«Я исследовал репродуктивные барьеры, существующие между двумя разными формами Littorina saxatilis, приливно-отливной морской улитки, и проанализировал данные о репродуктивных барьерах, обнаруженных у нескольких морских видов в районе впадения Балтийского моря», — говорит Перини.
Окружающая морская среда играет роль
В обзоре репродуктивных барьеров у 23 различных видов, включая треску, сельдь и камбалу, Самуэль Перини обнаружил большие генетические различия между популяциями Балтийского и Северного морей.
«Эти различия сохраняются отчасти потому, что популяции по-разному выживают при разной солёности, а отчасти потому, что их размножение разделено во времени или пространстве, или и то, и другое».
Для улитки Littorina saxatilis, обычной в Атлантике вдоль побережий Европы и Северной Америки, согласно предыдущим исследованиям, под воздействием продолжающегося генетического обмена сформировались две разные популяции или экотипа. Одна популяция известна как «крабовый» экотип, а другая — как «волновой».
Крабовые улитки живут и адаптированы к участкам каменистого берега с крупными валунами и крабами, в то время как волновые улитки живут на участках с каменными плитами, подверженными воздействию волн. Крабовые и волновые улитки встречаются на границе этих двух местообитаний, но генетические и фенотипические различия между популяциями сохраняются. Адаптация к крабовому и волновому местообитаниям сильно обусловлена естественным отбором, а выживание в чужеродной среде низкое. Таким образом, естественный отбор снижает генетический обмен между популяциями крабовых и волновых улиток, поскольку уменьшает вероятность того, что крабовая улитка выживет и даст потомство в волновом местообитании с волновой улиткой противоположного пола (и наоборот).
Размер имеет значение
Размер приливно-отливной морской улитки важен для адаптации к разным средам. Крупные улитки отбираются в средах, где есть крабы, а мелкие улитки имеют преимущество в средах, подверженных воздействию волн.
«Мои исследования показывают, что размер морских улиток важен не только для выживания, но и для спаривания. Я показываю в своей работе, что спаривание чаще происходит между улитками схожего размера и что у мелких самцов больше спариваний. Оба этих фактора помогают противодействовать генетическому обмену между крупными крабовыми улитками и более мелкими волновыми, когда они встречаются как внутри, так и за пределами контактных зон».