Разнообразие амазонских амфибий связано с Андами
Яркие ядовитые лягушки в Амазонии обязаны своим огромным разнообразием предкам, которые проникали в регион из Андских гор несколько раз за последние 10 миллионов лет, как показывает новое исследование Техасского университета в Остине.
Это первое исследование, демонстрирующее, что Анды были основным источником разнообразия для бассейна Амазонки — одного из крупнейших резервуаров биологического разнообразия на Земле. Этот вывод противоречит идее, что разнообразие Амазонии является результатом эволюции исключительно внутри самого тропического леса.
«По сути, бассейн Амазонки — это "плавильный котел" для южноамериканских лягушек, — говорит аспирант Хуан Сантос, ведущий автор исследования. — Ядовитые лягушки здесь происходят из нескольких мест, в частности, из Андских гор, на протяжении многих миллионов лет. Мы показали, что нельзя понять биоразнообразие Амазонии, рассматривая только бассейн. Смежные регионы сыграли важную роль».
Сантос и профессор интегративной биологии доктор Дэвид Каннателла опубликовали свои выводы в этом месяце в журнале PLoS Biology.
Ранее предполагалось, что большая часть эволюции биоразнообразия в бассейне Амазонки произошла за последние один-два миллиона лет — всего лишь моментальный снимок во времени.
Сантос и Каннателла заглянули примерно на 45 миллионов лет в прошлое, используя новые биогеографические методы, чтобы воссоздать глубокую эволюционную историю ядовитых лягушек в пространстве и времени. Из-за отсутствия обширной летописи окаменелостей для тропического леса их работа использовала последовательности ДНК для изучения эволюционной истории лягушек.
Ядовитые лягушки, или дендробатиды, разнообразны и широко распространены по всей Неотропике — области, включающей Центральную и Южную Америку. Учёные создали эволюционное дерево, или филогению, используя 223 из 353 известных видов ядовитых лягушек из этого региона.
Анализируя эволюционные связи между ядовитыми лягушками, они обнаружили, что разнообразие Амазонии является результатом как минимум 14 расселений предковых лягушек в регион, начавшихся около 23 миллионов лет назад.
Все ныне живущие амазонские ядовитые лягушки произошли от этих предков, большинство из которых (11 расселений) пришли из Андских гор.
Бассейн Амазонки сильно изменился за это долгое время. Появлялась и исчезала крупная внутренняя система водоёмов, началось поднятие Анд (около 15 миллионов лет назад) и сформировалась река Амазонка (около девяти миллионов лет назад).
Большая часть расселений лягушек из Анд произошла от одного до семи миллионов лет назад, когда формировался современный тропический дождевой лес бассейна реки Амазонки.
«Происходило повторное расселение лягушек из предгорий Анд после того, как обширные внутренние водно-болотные угодья отступили из Амазонии», — говорит Сантос.
Эти лягушки затем эволюционировали примерно в 70 видов, встречающихся сегодня в бассейне Амазонки.
Учёные также обнаружили, что лягушки исторически мигрировали из бассейна Амазонки в соседние районы, а также в другие регионы Неотропики и обратно.
Эволюция и диверсификация ядовитых лягушек продолжается, особенно в амазонских тропических лесах, Чоко (узком регионе тропического леса вдоль северо-западного тихоокеанского побережья Южной Америки) и в прилегающей Центральной Америке.
Каннателла говорит, что многие другие тропические растения и животные в Амазонии могут иметь с ядовитыми лягушками эту более сложную географическую и временную историю.
«Тропический лес Амазонки не просто постепенно накапливает разнообразие с течением времени, — говорит Каннателла. — Виды-предки перемещались в этот район и из него, и мы можем предсказать, что другие организмы, ограниченные этими влажными тропическими лесами, могут демонстрировать сходную модель расселения, эволюции и диверсификации».