Найдены неизвестные процессы эволюционной истории средиземноморских зелёных ящериц
Эволюционная клада и биоразнообразие зелёных ящериц родов Lacerta и Timon — рептилий, распространённых в бассейне Средиземного моря и прилегающих районах Европы, Северной Африки и Азии — ранее детально не изучались с точки зрения исторической биогеографии. Новая работа, опубликованная в Journal of Biogeography, представляет сценарий для расшифровки потенциальных эволюционных процессов, которые действовали — по отдельности или вместе — для формирования биоразнообразия видов этой группы в средиземноморских экосистемах.
Исследование возглавляет Андигони Калиондзопулу с факультета биологии и Института исследований биоразнообразия (IRBio) Университета Барселоны. В нём также участвуют команды Национального музея естественных наук (MNCN-CSIC), Университета Виго и Университета Порту (Португалия).
Скрытая история эволюции зелёных ящериц
Сегодня популяции зелёных ящериц находятся под угрозой из-за множества факторов: разрушения и фрагментации естественной среды обитания, исчезновения традиционных сельскохозяйственных практик, использования пестицидов, увеличения популяций кошек в освоенных человеком районах, изменения климата и гибели на дорогах. Однако, хотя есть признаки сокращения некоторых популяций, Международный союз охраны природы (IUCN) пока не включил этих рептилий в список исчезающих видов.
Согласно предыдущим исследованиям, эволюция группы зелёных ящериц была результатом сочетания эволюции и консерватизма экологических ниш, «но относительная роль геологической истории и динамики ниш ещё не была проверена», — отмечает Андигони Калиондзопулу.
Новое исследование сочетает современные аналитические инструменты для изучения эволюции фенотипов и биогеографической истории филогении зелёных ящериц, чтобы оценить их относительный вклад в видообразование. Команда связала биогеографические модели с высоким временным разрешением, которые впервые интегрируют комплексные данные об изменениях конфигурации и связности наземных экосистем Средиземноморья, чтобы оценить важность расселения и викарианса в определении исторической динамики ареалов.
В частности, команда применила фенотипическое моделирование филогений для выявления изменений в скорости эволюции морфологического разнообразия и занимаемых климатических ниш. Затем эта информация была объединена с серией анализов видообразования, зависящего от признаков, чтобы установить, как формировалось разнообразие этой группы.
«Такие выводы обычно сосредоточены на одном аспекте диверсификации: либо кладогенезе, географической динамике, свойствах климатической ниши, либо эволюции фенотипических признаков, — добавляет Калиондзопулу. — Наше исследование инновационно тем, что объединяет доказательства, позволившие нам сопоставить гипотезы о различных потенциальных эволюционных процессах, которые могут действовать отдельно или в сочетании для формирования видового разнообразия в средиземноморском горячем пятне биоразнообразия».
Исследование показывает, что биогеографическая история этой эмблематичной группы средиземноморских ящериц является результатом сочетания расширения ареалов, связанных с событиями расселения (вероятно, зависящего от географического расстояния), и быстрой эволюции характеристик экологической ниши внутри определённой клады.
«В целом группа диверсифицировалась в относительно стабильном ритме, без изменений в скорости видообразования линий, связанных с крупными климатическими событиями в Средиземноморском регионе, и без видимой связи с функциональным морфологическим расхождением или расхождением климатических ниш, — говорит Калиондзопулу. — Скорее, колонизация ранее пустых территорий способствовала диверсификации новых линий через их изоляцию от родственников и была облегчена в некоторых группах повышенной толерантностью к более низким температурам».
Повторяющаяся картина в средиземноморских экосистемах
Всё указывает на то, что эволюционная история зелёных ящериц была обусловлена биогеографическими эпизодами расселения на большие расстояния в ранее пустые области, модулированными процессом аллопатрического расхождения. Эти процессы также сопровождаются механизмом консерватизма экологической ниши, иногда прерываемым событиями локальной эволюции и адаптации климатических ниш, но без признаков связи с морфологической эволюцией.
«Наше исследование предоставляет доказательства комбинированной роли консерватизма ниш на более высоком уровне и быстрой эволюции ниш, лежащих в основе эволюционной истории этой клады ящериц вокруг Средиземного моря», — говорит Калиондзопулу.
«Это, по-видимому, устанавливается как повторяющаяся картина в средиземноморских экосистемах, и несколько примеров подтверждают идею, что хотя консерватизм ниш является общим механизмом, способствующим накоплению разнообразия, переход от горячих точек связан с событиями ускоренной эволюции ниш. Кроме того, диверсификация функциональной морфологии не выступает ключевым компонентом процесса видообразования зелёных ящериц».
Это контрастирует с другими биогеографическими областями — возможно, с более стабильными климатическими условиями, такими как тропики, — где разделение структурных ниш является важным процессом видообразования линий.
«В средиземноморских экосистемах, напротив, кажется, что видообразование линий в большей степени обусловлено геологическими событиями и аллопатрическим расхождением после колонизации новых сред. В таких средах морфологическое расхождение, по-видимому, происходит в гораздо более поздние сроки и внутри уже диверсифицированных групп, возможно, как реакция на события или процессы экологического масштаба, такие как половой отбор, не исследованные в нашей работе», — заключает исследователь.