Древо жизни может оказаться кустом

Новые виды возникают, когда линия разделяется на несколько. Из-за этого родство между видами часто описывают как "древо жизни", где каждая ветвь представляет вид. Теперь исследователи из Уппсальского университета обнаружили, что эволюция сложнее этой модели, и "древо" на самом деле больше похоже на "куст".

Менее года назад консорциум из сотни исследователей сообщил, что родство между всеми основными кладами птиц было установлено путём анализа полного генома около 50 видов птиц. Это включало точный порядок, в котором различные линии разошлись.

С тех пор двое участников консорциума, Александр Су и Ханс Эллегрен из Центра эволюционной биологии Уппсальского университета, расширили эту модель, проанализировав птичий геном новым методом, основанным на так называемых "прыгающих генах". Их результаты дают частично иную картину родства между различными видами.

"Мы видим, что очень высокая скорость, с которой различные виды птиц начали эволюционировать после вымирания динозавров около 65 миллионов лет назад, привела к тому, что геном не успел разделиться на отдельные линии в процессе видообразования", — говорит Ханс Эллегрен.

Это произошло потому, что эволюция шла быстро, и многие виды возникали в быстрой последовательности. В таких случаях разные части генома могут рассказывать разные истории о родстве между новыми видами. Ранее это явление объяснялось теоретически и является результатом передачи генетической вариации от одного вида к другому. Если новые виды продолжают быстро эволюционировать, случайность может определить, какие исходные генетические варианты окажутся в каждой линии. Это явление называется неполной сортировкой линий.

"Ранее сложность заключалась в обнаружении случаев неполной сортировки линий в далёком прошлом", — говорит Ханс Эллегрен. — "Поэтому было неизвестно, повлияло ли это явление на эволюцию в значительной степени".

Используя "прыгающие гены", или так называемые ретротранспозоны, исследователи из Уппсалы обнаружили, что, например, кукушка в одной части своего генома может быть более тесно связана с колибри, чем с голубем, а в другой части — наоборот. Исследование выявило многочисленные примеры, подтверждающие существование этого явления.

Это один из первых случаев в эволюционных исследованиях, когда учёным удалось задокументировать и количественно оценить неполную сортировку линий в далёком прошлом. Вероятно, это явление встречается гораздо чаще, чем считалось ранее.

"Более сложные модели родства, возникающие в результате этого явления, означают, что Древо Жизни часто следует понимать как Куст Жизни", — говорят Александр Су и Ханс Эллегрен.

Результаты будут опубликованы в ведущем исследовательском журнале PLoS Biology. Авторы и их исследование также представлены в ведущей редакционной статье журнала.