Роль гибридизации и полиплоидии в расширении ареала видов
Исследование, опубликованное в BMC Biology, проведенное командой профессора Чэнь Чжидуаня из Института ботаники Китайской академии наук (CAS) и международными коллегами, реконструировало сетчатую эволюционную историю рода Causonis (семейство Виноградовые) с использованием плотных выборок ядерных и пластидных данных в рамках надежной биогеографической модели.
Ключевые выводы
- В ядерных генных деревьях выявлены конфликты по всему роду, особенно в основной кладе Causonis. Эти конфликты в основном вызваны обширными событиями гибридизации.
- Комплексные методы также показали аллополиплоидное происхождение широко распространенной основной клады Causonis. Это событие могло способствовать накоплению генов, связанных со стрессом, и облегчить адаптацию к изменяющимся условиям среды.
Контекст и значимость
Понимание механизмов, определяющих ареал вида, важно для прогнозирования динамики биоразнообразия в условиях изменения климата. Гибридизация и полиплоидизация — два процесса, которые, как считается, ускоряют появление адаптивных инноваций, — могут играть ключевую роль в расширении ареалов.
Род Causonis является удобной моделью для изучения этого вопроса, поскольку его виды демонстрируют сильный контраст в размерах ареалов: большинство видов в основной кладе имеют гораздо более обширные ареалы, чем виды в рано дивергировавших линиях.
Результаты исследования
- В эпоху раннеолигоценового оледенения большинство линий Causonis испытало значительное вымирание и сокращение ареалов.
- Предок основной клады Causonis, обладавший дуплицированными геномами (вследствие полиплоидии), вероятно, пережил оледенение и широко расселился в континентальной Азии.
- Моделирование распространения видов показало, что виды с широким и
узким ареалом имеют разное биогеографическое прошлое и столкнутся с
разными проблемами в условиях будущих климатических изменений.
- Широко распространенный вид C. japonica, вероятно, станет более инвазивным.
- Вид с узким ареалом C. ciliifera может оказаться под угрозой исчезновения из-за сокращения подходящих местообитаний.
Практический вывод
Результаты подчеркивают важность учета специфической эволюционной истории и генетических особенностей вида при разработке стратегий его сохранения.