Главная / Наука и технологии / Новый вид дарвиновых вьюрков возник на глазах у исследователей

Новый вид дарвиновых вьюрков возник на глазах у исследователей

Нoвый вид дaрвинoвыx вьюркoв вoзник нa глaзax у исслeдoвaтeлeй

В xoдe мнoгoлeтниx нaблюдeний зa птицaми нa мaлeнькoм oстрoвкe Дaфнe в   Гaлaпaгoсскoм архипелаге эволюционным биологам Питеру и Розмари Грант посчастливилось детально задокументировать процесс возникновения нового вида вьюрков. Его родоначальниками стали две самки из местной популяции среднего земельного вьюрка Geospiza fortis и залетный самец грандиозного кактусового земельного вьюрка G.   conirostris с   острова Эспаньола, размещенного в   100   км к   юго-востоку. Их гибридные потомки скрещиваются только лишь друг с   другом. У   их сформировались специальные пропорции клюва (что гласит об успешном разделе ниш с   местными видами вьюрков), а также типичная видовая песня, что разъясняет быстрое формирование репродуктивной изоляции. Новейший вид процветает, невзирая на инбридинг: в   2010   году, буквально через 30   годов после начальной гибридизации, на островке жило конечно уже 36   особей.

Питер и Розмари Грант (Peter and Rosemary Grant) 40   годов подряд, c   1973 по 2012   год, следили за эволюцией вьюрков на крошечном (0,34   км2) островке Дафне (Daphne Major), проводя там по 6 месяцев в   году. «Элементы» конечно уже рассказывали о   результатах этого беспрецедентного исследования (см.   ссылки в   конце анонсы).

В новой статье, размещенной на веб-сайте журнала Science, супруги Грант вместе с   биологами из Уппсальского института (Швеция) поведали еще об одном поразительном итоге. Им посчастливилось во всех деталях проследить за становлением новейшей гибридной популяции вьюрков, которая по важным критериям (репродуктивному, морфологическому, поведенческому, экологическому) заслуживает выделения в   отдельный вид. По-видимому, это более подробно изученный случай резвого гибридного видообразования у   животных.

Новейший вид пока не имеет официального латинского наименования. Авторы называют его «большой птицей» (The Big Bird lineage). Его эпопея началась с   того, что в   1981   году на Дафне прилетел юный самец, схожий на местных средних земельных вьюрков Geospiza fortis, но поболее крупный и поющий другую песню. Поначалу его неверно определили, как гибрид G.   fortis и G.   scandens. Предполагалось, что гость прилетел с   грандиозного острова Санта-Крус, размещенного в   8   км от Дафне. Но полногеномное секвенирование показало, что вторженец вне всяких колебаний принадлежит к   виду G.   conirostris (широкий кактусовый земельный вьюрок), коий водится только лишь на Эспаньоле   — самом южном полуострове архипелага, расположенном поболее чем в   100   км от Дафне (рис.   2).

Новый вид дарвиновых вьюрков возник на глазах у исследователей

Рис. 2. Предполагаемый маршрут «отца-основателя», прибывшего с   Эспаньолы на Дафне в   1981   году. Набросок из обсуждаемой статьи в   Science

В течение 30   следующих лет супруги Грант наблюдали за судьбой вторженца и шести поколений его потомков. Практически для всех этих птиц посчастливилось отсеквенировать полные геномы, что позволило составить точную генеалогию (рис.   3).

Новый вид дарвиновых вьюрков возник на глазах у исследователей

Рис. 3. Генеалогия «больших птиц» от отца-основоположника (5110) и его супруги (15210) до потомков в   шестом поколении   (F6). Квадратами обозначены самцы, кругами   — самки. Набросок из обсуждаемой статьи в   Science

Залетный самец спарился с   самкой G.   fortis, а единственный из их отпрыской   — с   другой самкой того же вида. Генофонд «больших птиц» состоит из генов только лишь этих 3-х особей, просто потому что вообще все их потомки в   предстоящем спаривались только друг с   другом. У   всех особей, начиная с   поколения F3, генетический вклад G.   fortis составляет приблизительно   5/8, G.   conirostris   — 3/8.

Таким образом, потомство пришлого самца G.   conirostris и 2-ух самок G.   fortis фактически мгновенно стало репродуктивно изолированным от местных вьюрков. Обычно считается, что на формирование репродуктивной изоляции надо гораздо больше времени. По воззрению авторов, эндогамия (скрещивание только лишь с   себе схожими) сформировалась благодаря тому, что вторженец был самцом и принес с   Эспаньолы личную песню, отличающуюся от местных напевов. Характеристики песни у   дарвиновых вьюрков передаются от отца к   отпрыску не столько буквально через гены, сколько путем культурного наследования (см.:   Запечатление). Что касается самок, то они, по-видимому, предпочитают спариваться с   самцами, поющими как отец. Потомки вторженца выучили его песню   — и вот вам готовый механизм репродуктивной изоляции. Правда, неидеальный: это следует хотя бы из того, что 2-ух самок-основательниц не отпугнула незнакомая песня. Дополнительным изолирующим моментом, по-видимому, стала форма клюва (см.   ниже).

Невзирая на высочайший уровень инбридинга (как видно из рис.   3, вообще все особи поколений F4–F6 являются потомками одной пары птиц, приходившихся друг другу братом и сестрой), новейший вид хорошо прижился на полуострове. В   2010   году численность «больших птиц» достигнула максимума: 36   особей, в том числе 8   размножающихся пар. В   2012   году, во время собственного последнего визита, 76-летние супруги Грант высчитали на Дафне 23 «большие птицы» из 4 поколений (F3–F6), а размножающихся пар тоже было   8.

Фуррор нового вида, по воззрению авторов, связан с   видоизменением пропорций клюва (рис.   4), от коих зависит способность вьюрков питаться разными семенами (см.:   Расшифрованы генетические базы быстрых эволюционных видоизменений размера клюва у   дарвиновых вьюрков, «Элементы», 25.04.2016). Размер и форма клюва также оказывают влияние на выбор брачных партнеров (вьюрки предпочитают партнеров с   приблизительно такими же клювами, как у   родителей). Так что данный признак, быстрее всего, занес вклад не только лишь в   адаптацию нового вида к   определенной трофической нише, но и в   репродуктивную изоляцию.

Новый вид дарвиновых вьюрков возник на глазах у исследователей Новый вид дарвиновых вьюрков возник на глазах у исследователей

Рис. 4. Морфология «больших птиц». A   — соотношение размера клюва (по вертикальной оси) и размера тела (по горизонтальной оси) у   «больших птиц» (голубые точки) и 2-ух родительских разновидностей (зеленые и красноватые точки). B   — повышение вертикального размера основания клюва (bill depth) у   «больших птиц» в   течение 6 поколений. Голубая точка с   номером 5110 соответствует папе-основателю, зеленоватая точка 15210   — его супруге, остальные синие точки   — «большим птицам» с   поболее крупным клювом, чем у   родоначальника. С   — изменение размера тела у   «больших птиц» в   течение 6 поколений (график указывает отсутствие важного роста). D   — пропорции клюва (по вертикальной оси   — вертикальный размер основания, по горизонтальной   — длина) у   4 видов вьюрков, обитающих на полуострове Дафне. Набросок из обсуждаемой статьи в   Science

По размеру тела «большие птицы» занимают промежуточное положение меж G.   fortis и G.   conirostris, но относительный размер клюва у   их больше, чем у   обоих родительских разновидностей (линейный тренд, построенный для «больших птиц» на рис.   4,   А, лежит выше, чем аналогичные полосы для родительских разновидностей). По-видимому, естественный отбор содействовал росту вертикального размера (высоты основания) клюва у   «больших птиц»: данный показатель увеличивался из поколения в   поколение (рис.   4,   B), чего нельзя сказать о   размере тела (рис.   4,   С). Длина клюва при этом практически не возросла, так что в   итоге клюв заполучил притупленную форму. Самое увлекательное, что по форме клюва «большие птицы» бережно вписались в   свободный участок морфологического места, не занятый иными живущими на Дафне вьюрками (рис.   4,   D). Быстрее всего, это означает, что им посчастливилось занять какую-то личную экологическую нишу, минимизировав конкурентность с   другими видами.

Авторы частично разобрались в   генетических основах видоизменений клюва у   «больших птиц». Как выяснилось, в   поколениях F4–F6 преобладает аллель   L гена   HMGA2, ассоциированный с   большим клювом: его частота составляет 61% (подробнее об этом гене поведано в   новости Расшифрованы генетические базы быстрых эволюционных видоизменений размера клюва у   дарвиновых вьюрков, «Элементы», 25.04.2016). Ген ALX1, влияющий на форму клюва, представлен у   «больших птиц» 2-мя аллелями, B1 и B2, при этом оба аллеля ассоциированы с   притупленным клювом. При этом аллель   B1 был унаследован от G.   conirostris, а B2   — от G.   fortis. У   отца-основоположника был генотип P/B1 (аллель   P ассоциирован с   заостренным клювом).

Итак, «большие птицы» на Дафне не скрещиваются с   родительским видом G.   fortis   — это наблюдаемый факт. Захочут ли они скрещиваться с   иным родительским видом, G.   conirostris с   Эспаньолы, если повстречаются с ним   — непонятно, но авторы задумываются, что вряд ли. Во-первых, у их разные клювы, а данный признак, как конечно уже говорилось, оказывает влияние на выбор половых партнеров. Во-вторых, песня, которую поют самцы «больших птиц» на Дафне, отличается от обычной песни G.   conirostris. Предположительно это связано с тем, что отец-основоположник прибыл на Дафне в   молодом возрасте, когда его песня сформировалась конечно еще не совсем, и он доучивал отдельные аспекты, прислушиваясь к   местным самцам.

Приобретенные результаты указывают на серьезную роль редчайших случайных событий в   гибридном видообразовании на островах. Одним из таких редчайших событий было прибытие самца G.   conirostris с   дальней Эспаньолы. Меж прочим, если бы залетная особь очутилась самкой, новейший вид не сумел бы зародиться, просто потому что модифицированное гибридное потомство выучило бы песню G.   fortis, и гены чужестранки растворились бы в   генофонде местного вида.

Серьезную роль в   обособлении нового вида, возможно, сыграл отбор на повышение высоты клюва. Он привел к   тому, что «большие птицы» заняли по морфологии клюва (и, предположительно, по пищевым способностям и предпочтениям) промежуточное положение меж G.   fortis и G.   magnirostris (рис.   4,   D). Но это промежуточное положение, быстрее всего, не оказалось бы выигрышным, не защитило бы «больших птиц» от конкуренции с   G.   fortis и не позволило бы им нарастить личную численность в   конце 2000-х, если бы не засуха 2004–2005   годов. Эта засуха истребила большеклювых представителей G.   fortis и, таким образом, высвободила кусочек экологического места, в   котором оперативно размножились «большие птицы». Ну а засуха, в   личную очередь, не истребила бы большеклювых G.   fortis, если бы в   1982   году судьба не внесла на Дафне 2-ух самок и 3-х самцов G.   magnirostris, потомство коих во определенное время засухи лишило большеклювых G.   fortis шансов выжить за счет больших семян растения Tribulus cistoides (обо всех этих перипетиях поведано в   упоминавшейся выше анонсы). Похоже, ход эволюции зависит от огромного количества случайностей   — по последней мере если речь идет о   малеханьких популяциях на изолированных островах.

✍ Понравилась статья - лайкни и оцени поставив звездочку ниже:

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...
Регистрируясь либо нажимая кнопку «Комментировать», я принимаю пользовательское соглашение (Политику конфиденциальности) этого сайта и подтверждаю, что ознакомлен и согласен с политикой конфиденциальности.

Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показан