Генетическое исследование карибских гамплетов ставит под вопрос традиционные определения вида

Шестнадцать биологов, включая пятерых сотрудников Смитсоновского института тропических исследований, попытались объяснить, почему яркие рифовые рыбы гамплеты являются разными видами. Их результаты, опубликованные в Science Advances, бросают вызов общепринятым объяснениям использования генетических различий для определения видов.

Генетическая загадка

"Большинство исследований, объясняющих, как эволюционируют разные виды в группе, начинаются с демонстрации генеалогического древа, основанного на генетических различиях между видами", — сказал Оскар Пуэбла, старший автор и профессор Центра тропических морских исследований им. Лейбница. "Но в этом случае среди всех 19 видов гамплетов существует только одно генетическое разделение".

Неожиданный результат полногеномного анализа

"К нашему удивлению, когда мы посмотрели на генетические данные, мы поняли, что ни один отдельный ген не позволяет нам восстановить генеалогическое древо для этой группы", — сказал Мартин Хельмкампф. "И мы уверены в этом, потому что проанализировали полные геномы 335 рыб. Это ставит под вопрос то, как люди думают о том, что такое виды и как они возникают".

Роль цвета и одного ключевого гена

Исследователи разработали инновационную подводную камеру с цветовой шкалой, чтобы точно описать окраску живых рыб. На основе данных о цвете и полногеномного секвенирования они идентифицировали всего один ген, который, по-видимому, участвует в видовых различиях. Этот ген, casz1, экспрессируется в коже, глазах и мозге гамплетов и, вероятно, отвечает за определение цветовых узоров и выбор партнера. Однако даже этот ген не позволяет восстановить генеалогическое древо группы.

Сложность процесса видообразования

Вероятно, видовые различия кодируются многими генами, действующими согласованно. "В конце концов, нам приходится смириться с тем, что в некоторых случаях невозможно восстановить генеалогическое древо, дифференцирующее виды", — сказал Хельмкампф.

Гибкость границ между видами

"Если есть что-то, чему мы научились благодаря нашей способности секвенировать геномы многих особей, так это тому, насколько текучими являются границы между тем, что мы называем видами", — сказал соавтор Оуэн Макмиллан. "Гибридизация между видами происходит часто и оказывается важным способом быстрой эволюции новых признаков и/или освоения новых сред обитания — от людей до бабочек, птиц и коралловых рыб".

"Это также способ быстрого возникновения новых видов, что мы наблюдаем у бабочек и, вероятно, происходит у гамплетов. Конечно, это затрудняет сортировку по определенным группам, но это замечательное свидетельство того, как работает эволюция для создания биоразнообразия Земли".