Расхождение во времени цветения способствует репродуктивной изоляции между дикими видами риса

Видообразование — это процесс формирования новых видов и движущая сила биоразнообразия. Определение форм репродуктивной изоляции и их относительной важности в расхождении видов имеет критическое значение для понимания видообразования.

Oryza rufipogon и O. nivara, прямые предки азиатского культивируемого риса, представляют собой пару видов-предок-потомок, которые разошлись совсем недавно (примерно 150 тысяч лет назад) и являются удобной моделью для изучения репродуктивной изоляции.

Исследователи выбрали три пары симпатрических популяций этих двух видов из Непала, Камбоджи и Лаоса и провели на них 238 комбинаций искусственного скрещивания: между видами, между популяциями внутри видов и между особями внутри популяций. Они оценили завязываемость семян при перекрёстном опылении, жизнеспособность и фертильность гибридов F1 для оценки постзиготической репродуктивной изоляции. Также были собраны данные о времени цветения этих популяций для оценки презиготической изоляции.

Результаты показали, что O. nivara цветёт в среднем на 80 дней раньше, чем O. rufipogon, с неперекрывающимися пиками цветения у симпатрических популяций. При этом значительного снижения завязываемости семян, жизнеспособности или фертильности гибридов F1 по сравнению с родительскими видами обнаружено не было.

Также выяснилось, что межвидовые скрещивания с O. nivara в качестве материнского растения давали более высокую завязываемость семян, чем комбинации с O. rufipogon в качестве матери, и что искусственная кастрация во время ручного опыления в некоторой степени влияла на результат.

В целом, исследование продемонстрировало, что расхождение во времени цветения вызывает почти полную репродуктивную изоляцию между двумя дикими видами риса, и изменение времени цветения нового вида O. nivara является адаптацией к изменившейся среде.