Геномные методы обнаружения видов завышают оценки их численности, утверждают биологи
Популярные методы, определяющие границы видов у животных и растений исключительно на основе анализа генетических различий, являются ошибочными и могут приводить к завышенным оценкам разнообразия. К такому выводу пришли эволюционные биологи из Мичиганского университета Лейси Ноулз и Джит Сукумаран.
Они исследовали точность выводов широко используемой математической модели — модели мультивидовой коалесценции, которая быстро определяет границы между видами, минуя трудоёмкий процесс сравнения образцов в музейных коллекциях.
Ключевой вывод: модель может завышать оценку количества видов в 5–13 раз по сравнению с реальным числом.
Поскольку вид является фундаментальной единицей для всех эволюционных и экологических исследований, эти результаты имеют широкие последствия — от изучения биоразнообразия до планирования природоохранных мероприятий. Исследование опубликовано 30 января в Proceedings of the National Academy of Sciences.
В чём проблема метода?
Модель мультивидовой коалесценции часто применяется для оценки малоизученных популяций в известных био-хотспотах (ящерицы и змеи в австралийских пустынях, амазонские лягушки, растения саванн Бразилии, жуки Анд).
Алгоритм работы:
- Сбор образцов тканей в поле (например, подушечки пальцев ящериц).
- Секвенирование ДНК в лаборатории для выявления генетических различий.
- Применение модели для определения границ видов на основе этих различий.
Однако модель основана на упрощающем допущении: новые виды возникают мгновенно после географической изоляции популяции. В реальности видообразование — это длительный процесс накопления генетических различий, который может занимать тысячелетия.
Результаты моделирования
Ноулз и Сукумаран использовали смоделированные генетические данные, чтобы сравнить, как модель работает в двух сценариях: мгновенного и затяжного видообразования.
Результат: когда модель не учитывает продолжительный характер видообразования, она ошибочно принимает нормальную внутривидовую генетическую структуру за границы между видами. Это и приводит к завышению оценок.
Парадокс больших данных
Авторы отмечают иронию: чем больше геномных данных мы собираем, тем сложнее становится определить границы видов. Более детальное разрешение геномных данных, подобное мощному микроскопу, не упрощает, а усложняет задачу для текущей модели.
Выводы и рекомендации
Исследование служит предупреждением и призывом к действию:
- Предупреждение: против чрезмерной зависимости только от геномных данных.
- Призыв: к разработке новых методов, улучшающих подходы к определению видов на основе геномики.
Пока же результаты таких исследований следует рассматривать лишь как предварительные гипотезы, которые необходимо подтверждать или опровергать с помощью традиционных таксономических методов — например, физического сравнения музейных образцов.