Эволюция в действии: наблюдение за разделением в семействе бабочек

Профессор Ларри Гилберт из Техасского университета в Остине с детства увлечен бабочками. Основной объект его исследований — тропические бабочки рода Heliconius, обитающие от юга США до Южной Америки.

Уникальные особенности Heliconius

• Их яркий разнообразный окрас служит предупреждением хищникам о неприятном вкусе.
• Это «умные» бабочки с гибким поведением: они запоминают расположение цветов и ежедневно посещают их по сложному маршруту, а ночуют в одном и том же месте.
• Благодаря эффективному поиску пищи их продолжительность жизни увеличивается с 1,5 до 6 месяцев, а репродуктивный потенциал — с 200 до 2000 яиц.

Наблюдение за видообразованием в реальном времени

При поддержке Национального научного фонда (NSF) Гилберт и его коллеги изучают популяцию Heliconius в Эквадоре, которая, по их мнению, находится в процессе разделения на два вида (видообразование, или «спекиация»). Обычно такой раскол вызывает географическая изоляция, но здесь причина иная.

Роль окраса в разделении видов

Учёные обнаружили, что в одной популяции сосуществуют и спариваются жёлтые и белые бабочки. Однако в неволе выяснилась интересная деталь:

• Жёлтые бабочки предпочитают спариваться с жёлтыми.
• Белые бабочки не проявляют такой избирательности.

Это первый шаг к связи окраса с предпочтением партнёра, что в перспективе может привести к видообразованию. Сравнение с близкородственными видами из Коста-Рики, где разные окрасы уже закрепились у генетически различных видов, подтверждает эту гипотезу.

Генетическое окно в прошлое

Ключевое открытие: у эквадорских бабочек различается только ген, отвечающий за окрас. Во всём остальном геноме они идентичны. Гилберт объясняет, что гибриды Heliconius могут демонстрировать тысячи вариантов окраса, иногда не похожих на родителей. Некоторые паттерны эволюция «спрятала», но не удалила — подобно окну на компьютере, которое можно вызвать кликом мыши.

Биологическая лаборатория под открытым небом

Как директор полевой лаборатории Бракенридж (82 акра), Гилберт курирует не только исследования бабочек. Здесь ведутся работы по:

• Изучению инвазивных огненных муравьёв (с использованием мух-горбаток для биоконтроля).
• Исследованиям лягушек, змей, растительности и биотоплива. Лаборатория служит площадкой для исследований и обучения студентов, позволяя собирать данные, которые иначе не получили бы поддержки.