Генетический дрейф, а не естественный отбор, назван главным фактором видообразования у исчезающих карпозубиков
Учёные обнаружили нового члена на генетическом древе исчезающего карпозубика, обитающего в южно-центральной части Нью-Мексико.
Исследователи из университетов Пердью, Огайо, Оберн и Техаса A&M опубликовали результаты в Proceedings of the National Academy of Sciences. Изначально считалось, что существует один вид, вызывающий опасения с точки зрения сохранения, но теперь данные свидетельствуют о двух видах.
Механизм видообразования
Эволюция карпозубика White Sands в два вида необычна тем, что движущей силой стал генетический дрейф, а не естественный отбор.
- Генетический дрейф — результат случайного наследования разных генов от родителей.
- Естественный отбор — изменение популяций внутри вида из-за адаптации к различным условиям обитания.
Видообразование произошло аномально быстро — примерно в 400 раз быстрее, чем среднее событие видообразования у млекопитающих.
Исследование и результаты
Исследователи секвенировали полный геном отдельных рыб, что позволило получить полную картину, в отличие от предыдущих работ с ограниченной генетической выборкой.
Ожидалось, что различия в солёности, течении и паразитах между средами обитания (Salt Creek и Malpais Spring) вызовут отбор определённых генов (например, на солеустойчивость). Однако таких генов обнаружено не было.
"Это расхождение, по-видимому, было в первую очередь вызвано высоким уровнем генетического дрейфа за последние 5000 лет, что мы называем 'дрейфовым видообразованием'", — отметил соавтор Эндрю Блэк.
Факторы, способствовавшие дрейфу
К дрейфу, а не к отбору, привели:
- Маленькие размеры популяций.
- Географическая изоляция.
- Суровая экосистема пустыни, создававшая "бутылочные горлышки" популяций.
Изоляцию мог вызвать медленный поток лавы Карризозо, который около 5000 лет назад покрыл около 130 квадратных миль. Геномика независимо указывает на то, что разделение видов произошло примерно в то же время.
Анализ вариантов генов показал, что предковая популяция Malpais Spring была большой и стабильной (>60 000 особей), а популяции Salt Creek и Lost River — меньше (~15 000 особей). Около 2500 лет назад обе пережили резкое сокращение ("бутылочное горлышко"), но для Salt Creek/Lost River оно было гораздо более серьёзным.
В малых популяциях дрейф overpower selection, тогда как в больших популяциях естественный отбор может overpower дрейф.
Выводы и рекомендации
Ранее две популяции карпозубика White Sands уже получили статус, требующий усиленных мер охраны:
- Карпозубики из Malpais Spring.
- Карпозубики из Salt Creek и Lost River.
Полученные результаты заставляют исследователей призвать к пересмотру классификации на уровне видов. Учёные предлагают назвать новый вид "зачарованный карпозубик" (enchanted pupfish) в честь штата Нью-Мексико, известного как "Земля очарования".