Эволюция всё-таки повторяется
Биоразнообразие распределено среди животных неравномерно: на два вида млекопитающих приходится один вид цихлид. Учёные исследуют, почему так происходит и насколько предсказуема эволюция. Ключевыми факторами могут быть экологические условия (разнообразие и сходство доступных ниш) и демографическая история популяций (генетическое разнообразие, время для адаптации).
Доктор Андреас Каутт, ныне работающий в Гарвардском университете, в своих исследованиях сосредоточился на цихлидах — ярком примере эволюционного разнообразия и «творчества». В африканских Великих озёрах обитает от 500 до 1000 видов этих рыб, и их генеалогические связи до сих пор полностью не изучены.
Команда профессора Акселя Мейера из Констанцского университета (проект поддержан грантом ERC в размере €2,5 млн) задаётся вопросами: почему природа создаёт такое невообразимое количество видов? Каковы истоки биоразнообразия? Насколько предсказуема эволюция? Почему она повторяется?
В новой публикации в журнале Evolution Letters Аксель Мейер, Андреас Каутт и доктор Гонсало Мачадо-Шиаффино идентифицировали некоторые факторы, способствующие повторяющимся паттернам разнообразия и сходства у цихлид. Вопрос, который ставят их выводы: «Какие факторы приводят к схожим результатам и тем самым помогают нам предсказывать эволюцию?»
Помимо сложных африканских систем, команда изучает более простой «природный эволюционный эксперимент» — параллельные виды никарагуанских цихлид Midas, обитающих в двух больших озёрах и цепи кратерных озёр Никарагуа. Кратерные озёра (возрастом от 1000 до 24 000 лет) меньше, менее сложны, изолированы, и их фауна происходит из одних и тех же крупных исходных озёр, что делает их удобной моделью для изучения.
На основе статистического анализа экологических данных и большого объёма генетической информации исследователи пришли к выводу: «Чем больше среда обитания в кратерном озере похожа на среду в большом исходном озере, тем больше рыбы похожи друг на друга». Это указывает на то, что решающими для предсказуемости разнообразия являются именно условия среды обитания, а не демографические критерии.
Данные показывают, что по сравнению с исходной популяцией морфология всех популяций кратерных озёр диверсифицировалась в основном в одном направлении: рыбы очень быстро эволюционировали, приобретая более длинное и стройное тело.
Важность экологических факторов также демонстрирует тесная связь разнообразных форм тела с средней глубиной озёр. Андреас Каутт поясняет: «Это логично. Чем глубже озеро, тем больше вероятность, что оно предоставляет различные экологические ниши, в том числе в глубокой открытой воде».
Всё это позволяет исследователям заключить, что при определённых условиях эволюционные результаты можно предсказать.