Эволюция в действии: новый вид растения в Швейцарских Альпах
Новый вид растения Cardamine insueta появился в регионе Урнербоден в Швейцарских Альпах после того, как за последние 150 лет эта территория изменилась с лесистой на луговую. Наследование двух ключевых признаков от родительских видов позволило новому виду занять особую экологическую нишу, как показали исследователи из Университета Цюриха.
Возникновение нового вида обычно считается длительным процессом. Однако, как показывает пример растения Cardamine insueta, эволюция может происходить довольно быстро. Этот новый вид горчицы, впервые описанный в 1972 году, появился недавно в Урнербодене. Он эволюционировал всего за последние 150 лет из-за изменений окружающей среды: местные жители вырубили лес и превратили долину в пастбище.
Новый вид демонстрирует "эволюцию в действии"
"C. insueta — исключительный случай для прямого анализа генетических признаков и реакции на среду нового вида. Другими словами, для наблюдения 'эволюции в действии'", — говорит Риэ Шимидзу-Инацуги из Департамента эволюционной биологии и наук об окружающей среде UZH.
C. insueta произошел от двух родительских видов с разными местообитаниями: C. amara растет в воде и у ручьев, а C. rivularis — на слегка влажных участках. Изменение землепользования привело к гибридизации этих видов, в результате чего появился новый вид, занимающий промежуточную нишу с колебаниями уровня воды. "Именно комбинация генетических признаков родителей позволила новому виду расти в особой экологической нише", — отмечает Шимидзу-Инацуги. C. insueta унаследовал один набор хромосом от C. amara и два набора от C. rivularis, что делает его триплоидным растением.
Наследование двух ключевых признаков обеспечило выживание
Используя высокопроизводительное секвенирование, команда проанализировала динамику экспрессии генов у трех видов в ответ на погружение в воду. Было обнаружено, что активность генов, ответственных за два родительских признака, была ключевой для выживания нового вида.
- Вегетативное размножение: C. insueta унаследовал от C. rivularis способность к клональному размножению через живорождение на листьях (вивипарию), то есть образованию растеньиц прямо на поверхности листьев. Поскольку C. insueta стерилен, он не смог бы выжить без этого признака.
- Устойчивость к затоплению: C. insueta унаследовал толерантность к погружению от C. amara, так как гены, ответственные за этот признак, были активны у обоих видов.
"Результаты показывают, что C. insueta объединил преимущественные паттерны родительской генной активности, что способствовало его закреплению в новой нише вдоль градиента использования воды. В зависимости от условий окружающей среды растение активирует разные наборы генов, унаследованные от двух родительских видов", — заключает Риэ Шимидзу-Инацуги.