ДНК птиц помогает объяснить роль рек Амазонии в эволюции
Крупные реки Амазонии являются непреодолимыми барьерами для многих видов животных. Наблюдения натуралиста Альфреда Уоллеса в XIX веке показали, что близкородственные виды часто обитают в лесах по разные стороны реки, но никогда вместе.
В Амазонии существуют сотни примеров таких "пар" видов птиц по разные стороны реки — феномен, не встречающийся больше нигде на Земле. Например, около трети из примерно 240 видов птиц, обитающих в лесах на одном берегу нижнего течения Риу-Негру в Бразилии, заменяются близкородственным видом на противоположном берегу.
Роль рек в видообразовании: две гипотезы
Эволюционные биологи обсуждают две основные гипотезы:
- Гипотеза речного барьера: Река рассекает ареал предкового вида, изолируя популяции, которые со временем дивергируют и становятся разными видами.
- Модель вторичного барьера: Реки не являются причиной первоначального разделения вида, а лишь служат естественными границами для уже сформировавшихся видов.
Исследование на примере Риу-Негру и Риу-Бранку
Международная команда исследователей более десяти лет изучала птиц в одном из самых нетронутых регионов Амазонии. Учёные собрали образцы тканей, данные о распространении и генетический материал для 74 пар таксонов (видов и подвидов), разделённых реками Риу-Негру и Риу-Бранку.
Анализ "молекулярных часов"
Используя метод "молекулярных часов" (анализ накопленных мутаций в ДНК), исследователи определили приблизительное время расхождения каждой из 74 пар птиц.
Ключевые результаты:
- Время дивергенции пар варьировалось от 0.2 до 8 миллионов лет назад, а не было сгруппировано вокруг одного периода.
- Геоморфологические данные указывают, что Риу-Негру занял своё нынешнее положение около миллиона лет назад, а Риу-Бранку — всего около 20 000 лет назад.
- Большинство изученных пар птиц оказались старше рек, которые их сейчас разделяют. Это поддерживает модель вторичного барьерного контакта: реки поддерживают границу, но не были причиной первоначального разделения.
- Однако для 12 пар таксонов, чьё расхождение произошло в последний миллион лет, нельзя исключить, что Риу-Негру выступил в роли первичного барьера.
Вывод
Исследование, опубликованное в Science Advances, показывает, что реки Амазонии играют двойную эволюционную роль. Для большинства птичьих линий они действуют как вторичные барьеры, но для некоторых могут быть и первичным фактором видообразования, как предполагает гипотеза речного барьера.