Снимок эволюции в действии: как естественный отбор формирует новые виды рыб

Крис Мартин, аспирант Калифорнийского университета в Дэвисе, вывел более 3000 гибридных рыб, чтобы создать одну из наиболее полных картин естественного отбора в дикой природе и подтвердить ключевое предсказание эволюционной биологии.

«Мы видим удивительно сложную картину того, как естественный отбор движет эволюцией новых специализированных видов», — сказал Мартин, опубликовавший статью на эту тему в журнале Science 11 января 2013 года вместе с профессором Питером Уэйнрайтом.

Концепция «адаптивного ландшафта» крайне важна для эволюционной биологии, но редко измеряется на практике. Она представляет переменные признаки (например, размер и форму челюсти) на поверхности, где пики показывают максимальную приспособленность (fitness), а впадины — низкую.

Около 50 видов карпозубиков (pupfish) обитают в Америке. Мартин изучал виды, встречающиеся только в нескольких озёрах на острове Сан-Сальвадор (Багамы). Там у некоторых рыб эволюционировали челюсти разной формы, позволяющие питаться добычей с твёрдым панцирем (улитки) или, в одном случае, срывать чешую с других рыб.

В 2011 году Мартин показал, что рыбы Сан-Сальвадора эволюционируют взрывообразно быстрее других карпозубиков.

Мартин привёз рыб в лабораторию, вывел около 3000 гибридов с разными типами челюстей, измерил их, сфотографировал и пометил. Около 2000 рыб он затем вернул на Сан-Сальвадор и выпустил в озёра в специальных загонах.

Через три месяца большинство выживших рыб находились на изолированном пике, адаптированном к общему стилю питания (водоросли, детрит). Другой пик представлял рыб, адаптированных для поедания добычи с твёрдым панцирем. Конкуренция устранила рыб, чьи челюсти помещали их во «впадины» между этими пиками. Рыбы, питающиеся чешуёй, не выжили.

Результаты объясняют, почему большинство видов карпозубиков в Америке имеют схожий рацион. Универсалы (генералисты) «заперты» на своём пике — варианты, которые от него отклоняются, попадают в «долину» и вымирают, не успев достичь другого пика.

«Это стабилизирующий отбор», — говорит Мартин. Ранний всплеск изменчивости, когда рыбы попали в новую среду с малой конкуренцией, мог позволить улиткоедам и чешуеедам эволюционировать на Сан-Сальвадоре.