Как эволюция меняет последствия биологических инвазий

Биологические инвазии (вселение чужеродных видов) представляют серьёзную угрозу биоразнообразию, но мало что известно о том, как эволюция может со временем изменить их последствия.

Учёные из Университета Рутгерса провели первое исследование того, как разворачивается эволюция после того, как инвазии изменили местные экосистемы.

Экспериментальные инвазии — сложные эксперименты, разработанные аспиранткой Карой А. Файясе и её научным руководителем профессором Питером Дж. Морином — проходили в стеклянных банках, где с каждой стороны находились тысячи микроскопических организмов. Попав в банки — неизведанную территорию — захватчики одержали победу в одних битвах и проиграли в других против «аборигенов».

«Мы часто знаем о первоначальном воздействии инвазивных видов, но не знаем о долгосрочных последствиях — станет ли лучше или хуже», — сказал Морин. — «Кара обнаружила, что может произойти и то, и другое, и это будет сильно зависеть от деталей биологии интродуцированного вида и биологии сообщества, которое подверглось вторжению».

Учёные из Рутгерса являются соавторами исследования «Эволюция меняет последствия инвазий в экспериментальных сообществах», недавно опубликованного в Nature Ecology & Evolution.

Методология эксперимента

В исследовании сравнивали эффективность популяций резидентных (местных) и инвазивных видов до и после их взаимодействия и потенциальной эволюции в течение примерно 200–400 поколений. Использовались две разные группы резидентных видов:

Организмы были собраны в Bamboo Pond в Садах Рутгерса в Нью-Брансуике. Их «миром» были банки объёмом 8,5 унций (~250 мл) с пищей, витаминами, стерильной водой и двумя стерильными зёрнами пшеницы для дополнительного питания.

В каждой банке (микрокосме), вероятно, находились сотни тысяч простейших, а популяции сменялись довольно быстро, что давало много возможностей для мутаций.

Результаты и значение

Результаты показали, что взаимодействия микробов изменили эффективность резидентных и инвазивных видов, и исследователи полагают, что эволюция привела к этим различиям. Некоторые виды были многочисленны в начале, но вымерли (их не смогли найти в банке) после вторжения.

В природе большинство биологических инвазий носят случайный характер (например, изумрудная златка, азиатский усач), хотя некоторые были преднамеренными (европейский скворец, непарный шелкопряд).

Инвазии особенно разрушительны, когда интродуцируются хищник или патоген, с которым местные виды никогда не сталкивались.

«В конечном итоге мы должны ожидать изменений в воздействии инвазивных видов по мере эволюции захватчиков и местных видов с течением времени», — заключил Морин.

Изменение климата является важным фактором биологических инвазий, и его влияние, вероятно, возрастает, так как может меняться состав видов-захватчиков или ареалы уже интродуцированных видов.