Эволюция новых видов требует лишь нескольких генетических изменений
Для запуска эволюции новых видов достаточно всего нескольких генетических изменений — даже если исходные популяции остаются в контакте и обмениваются генами. Однако, начавшись, эволюционное расхождение происходит быстро и в итоге приводит к полностью генетически изолированным видам. Об этом сообщают учёные из Чикагского университета в выпуске журнала Cell Reports от 31 октября.
Чтобы выявить генетические различия, критически важные для видообразования, команда под руководством Маркуса Кронфорста проанализировала геномы двух близкородственных видов бабочек, Heliconius cydno и H. pachinus, которые разошлись лишь недавно. Занимая сходные экологические ниши и способные к скрещиванию, эти виды всё ещё подвергаются небольшому генетическому обмену.
Исследователи обнаружили, что этот регулярный поток генов «заглушает» генетические варианты, неважные для видообразования, что позволило выявить ключевые участки генома, на которые действует естественный отбор. Оказалось, что виды бабочек различаются лишь в 12 небольших областях своих геномов, оставаясь практически идентичными в остальной части. Восемь из этих областей кодируют окраску крыльев — признак, важный для спаривания и защиты от хищников и находящийся под сильным давлением отбора. Функция остальных четырёх областей пока не описана.
«Похоже, эти 12 участков хорошо функционируют только в среде обитания своего вида, и поэтому они не могут перемещаться между генофондами, даже несмотря на то, что другие части геномов обмениваются туда и обратно», — пояснил Кронфорст.
Команда также сравнила геномы этих двух групп с третьим, всё ещё близкородственным, но более удалённым в эволюционном масштабе времени видом. Здесь они обнаружили сотни геномных изменений, что указывает на резкое ускорение генетического расхождения после того, как начальные изменения закрепились.
«Наша работа предполагает, что нескольких полезных мутаций достаточно, чтобы вызвать "перетягивание каната" между естественным отбором и потоком генов, что может привести к быстрому расхождению геномов», — сказал Кронфорст.
Учёные планируют охарактеризовать оставшиеся четыре расходящихся участка генома, чтобы найти функции, важные для видообразования. Они также изучают, почему новые виды чаще возникают в тропических районах.