Удивительная генетика африканской рыбы-бабочки
Африканская рыба-бабочка (Pantodon buchholzi) демонстрирует поразительный парадокс: две её популяции выглядят идентично, но различаются генетически больше, чем человек и шимпанзе.
Генетический разрыв
Существует две популяции этой рыбы: одна обитает в бассейне реки Конго, другая — в бассейне реки Нигер. Внешне они настолько похожи, что даже эксперты с трудом их различают.
Однако генетический анализ, проведённый командой учёных во главе с ихтиологом Себастьяном Лавуэ из Музея естественной истории, выявил разительные отличия. Последовательности митохондриального генома между популяциями Конго и Нигера различаются на 15%.
Этот показатель удивил исследователей, поскольку внутри одного вида обычно ожидается разница лишь в 2-3%. Разница в 15% более типична для целого семейства рыб.
«Было неожиданно обнаружить такую большую генетическую дивергенцию у Pantodon, — говорит Лавуэ. — Особенно учитывая, что с момента его формального описания в 1876 году никто не сообщал о каких-либо морфологических вариациях у этого вида».
Разделение на 57 миллионов лет
Используя современные методы оценки времени расхождения, команда установила, что генетическое разделение популяций произошло более 57 миллионов лет назад.
За такой срок обычно ожидаются изменения физических характеристик в результате адаптации к среде. Среда обитания рыб также претерпела серьёзные климатические изменения. Тем не менее, морфология африканской рыбы-бабочки осталась неизменной.
Подобные организмы, не менявшиеся миллионы лет, встречаются редко и называются живыми ископаемыми. Другие примеры — мечехвосты, миноги, безлёгочные саламандры и латимерии.
«Эти результаты требуют дополнительной работы, чтобы понять, как и почему морфология этой рыбы оставалась неизменной на протяжении десятков миллионов лет», — добавляет Лавуэ.
Особенности вида
Африканская рыба-бабочка — небольшая пресноводная рыба, настолько своеобразная, что является единственным видом в семействе Pantodontidae.
Она обитает в мелких лесных ручьях Африки, проводя жизнь у поверхности воды. Рыба прекрасно адаптирована: имеет коричневатую окраску для маскировки и способна дышать атмосферным воздухом.
Её зрительная система идеально соответствует образу жизни, позволяя видеть одновременно в воздухе и воде. Уникальные крыловидные грудные плавники позволяют совершать баллистические прыжки для спасения от хищников или поимки добычи.
Значение музейной коллекции
Для этого исследования команда изучала образцы из коллекции Музея естественной истории.
«Коллекция африканской рыбы-бабочки в Музее особенно важна для изучения эволюционной биологии этого вида, поскольку включает один из типовых экземпляров, использованных для описания Pantodon более 100 лет назад», — поясняет Лавуэ.
Будущие исследования
Генетические различия между двумя популяциями настолько велики, что они, возможно, больше не могут скрещиваться друг с другом. Это означает, что они могут быть двумя криптическими видами — репродуктивно изолированными, но морфологически очень сходными.
Учёным необходимы дальнейшие исследования их отличий, основанные не только на морфологии, но также на генетике и поведении.
Каким бы ни был результат этих будущих работ, новое открытие показывает, что африканская рыба-бабочка является полезным живым ископаемым видом для изучения эволюционных процессов.