Бабочка-парусник Аппалачей — гибрид двух других видов, выяснили учёные

Бабочка-парусник, порхающая на прохладных склонах Аппалачских гор, представляет собой вид, который эволюционировал в результате гибридизации двух других видов парусников в далёком прошлом. Это редкое для животного мира явление обнаружили биологи из Техасского университета в Остине и Гарвардского университета.

Они установили, что аппалачский тигровый парусник, Papilio appalachiensis, возник в результате смешения восточного тигрового парусника, P. glaucus, и канадского тигрового парусника, P. canadensis. Аппалачский парусник редко скрещивается с родительскими видами и представляет собой уникальную смесь обоих как во внешних признаках, так и во внутреннем генетическом строении.

Их исследование опубликовано в PLoS Genetics.

Гибридное видообразование у животных

«Как образуются новые виды — один из центральных вопросов эволюционной биологии», — говорит Крушнамег Кунте, научный сотрудник Гарварда. — «Гибридное видообразование более распространено у растений, но известно очень мало случаев у животных. Это исследование, возможно, создаёт наиболее полную на сегодня картину гибридного видообразования у животного».

Кунте и коллеги изучили три из восьми видов североамериканских тигровых парусников. Эти крупные насекомые обычно узнаются по жёлтым крыльям с чёрными полосами и небольшим «хвостикам» на задних крыльях.

Смесь признаков родительских видов

Из трёх видов восточные тигровые парусники предпочитают более тёплый климат и низкие высоты, а их самки представлены в двух формах: полосатой (жёлто-чёрной) или почти полностью чёрной. Последняя форма мимикрирует под ядовитую бабочку парусник филенор, Battus philenor. Канадские парусники — только полосатые жёлто-чёрные и обитают в более прохладных условиях на более высоких широтах и высотах.

Аппалачский парусник демонстрирует смесь этих черт. Он разделяет приспособленность к прохладным местообитаниям с канадским видом, а способность мимикрировать под чёрного парусника филенор — с восточным видом.

Генетические истоки

Изучив геномы бабочек, учёные обнаружили, что аппалачский парусник унаследовал гены, связанные с холодными местообитаниями, от самцов канадского парусника, а ген мимикрии — от самок восточного парусника.

Также выяснилось, что геном аппалачского парусника стал значительно отличаться от геномов двух родительских видов, даже несмотря на то, что бабочки контактируют друг с другом в дикой природе (ареал аппалачского вида соприкасается с ареалом канадского на севере Аппалачей и с ареалом восточного — на окружающих горы низких высотах).

Молодые виды

Обычное видообразование предполагает разделение одного вида на два со временем. При гибридном видообразовании новый вид образуется, когда два вида скрещиваются, создавая жизнеспособные гибриды, которые затем эволюционируют самостоятельно. Это может произойти, когда два молодых вида ещё не эволюционировали достаточно долго, чтобы быть полностью репродуктивно изолированными.

Кунте считает, что это, вероятно, случай тигровых парусников. Восточный и канадский виды разошлись друг от друга всего 600 000 лет назад. Аппалачский парусник, по-видимому, отделился от обоих родительских видов всего около 100 000 лет назад.

«Это не очень долгий срок, — говорит Кунте, — но мы обнаружили, что аппалачский парусник был изолирован достаточно долго, чтобы приобрести отличный от родительских видов внешний вид и генетическую структуру».

Как отличить в природе

Аппалачские парусники вдвое крупнее канадских. Отличить восточного и аппалачского парусников немного сложнее. У восточного парусника больше синего на заднем крыле и пятнистая жёлтая полоса на нижней стороне переднего крыла по сравнению со сплошной широкой полосой у аппалачского.

«Как только вы натренируете глаз их различать, — говорит Кунте, — их относительно легко отличить».