Новая модель предсказывает влияние географических особенностей на эволюцию

Биологи разработали новый метод для оценки степени влияния региональных географических особенностей — включая барьеры между регионами, такие как горы или вода, — на локальные скорости видообразования, вымирания и расселения видов. В качестве тестового случая они успешно применили свою модель для анализа распространения и диверсификации неотропических анолисовых ящериц.

«Географические особенности предсказуемым образом влияют на эволюционные исходы», — заявил Майкл Лэндис, первый автор исследования, опубликованного в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Новая модель, названная FIG, позволяет учитывать влияние локальных региональных особенностей на скорость эволюционных процессов.

Как работает модель FIG

Модель FIG позволяет делать так, чтобы скорости видообразования, вымирания и расселения зависели от локальных региональных особенностей, с которыми сталкивается вид в своем ареале в процессе эволюции. Например, наличие барьера, разделяющего ареал вида, может ускорить его «раскол» на два разных вида.

Тестирование на анолисовых ящерицах

Для демонстрации возможностей модели ученые смоделировали биогеографию ящериц рода Anolis, известных своим распространением по островам Карибского бассейна, а также в Северной и Южной Америке.

Ключевые выводы:

• Анолисы склонны перемещаться на короткие, а не на дальние расстояния.
• Перемещения по воде для эквивалентных расстояний происходят реже, чем перемещения по суше.
• Расстояние препятствует движению ящериц Anolis, как в плане расширения ареала через расселение, так и в плане «раскола» широко распространенных видов.
• Расстояния по воде имеют в три раза большее ограничивающее влияние, чем эквивалентные расстояния по суше.

Количественный анализ также позволил измерить максимальное расстояние, на котором ареалы видов становятся слишком широкими, чтобы противостоять разделению на два. Полученные оценки хорошо согласуются с современным распространением анолисов: некоторые континентальные виды широко распространены в соседних регионах, но вода ограничивает ареалы большинства островных видов одним регионом.

Значение и перспективы

Модель FIG, код которой находится в свободном доступе, предоставляет биологам новые статистические инструменты для моделирования влияния географических особенностей на скорости видообразования, вымирания и расселения среди близкородственных эволюционных линий.

Это позволяет не только лучше понять историческое формирование групп животных и растений, но и прогнозировать, какие виды с наибольшей вероятностью будут перемещаться, эволюционировать или вымирать по мере усиления изменения климата.