Геномы гибридных муравьев быстро и предсказуемо эволюционируют

Гибридизация — скрещивание разных видов — оказалась широко распространенным явлением в природе. Хотя гибридное потомство не всегда жизнеспособно, гибридизация может помогать популяциям адаптироваться к новым условиям, как в случае с адаптацией тибетцев к высокогорью благодаря генам, полученным от денисовцев и неандертальцев.

Быстрая и предсказуемая эволюция под действием естественного отбора

Исследователи из Университета Хельсинки изучили три гибридные популяции рыжих лесных муравьев (Formica) в Южной Финляндии. Они обнаружили, что после независимых событий гибридизации между двумя видами муравьев, разные гибридные популяции эволюционировали сходным образом и стали генетически очень похожими. Это указывает на предсказуемость исхода гибридизации.

Гибридизация произошла менее 50 поколений назад (около 125 лет), что демонстрирует быстрые темпы эволюции в дикой природе.

"Поскольку гибридизация часта и у других видов, наши результаты помогают понять её последствия в целом. В долгосрочной перспективе это позволит лучше оценить влияние гибридизации в природе и её роль в адаптации к меняющейся среде", — говорит доцент Йонна Кулмуни.

ДНК как архив эволюционной истории

Для исследования учёные собрали образцы гибридных муравьев в лесах близ Зоологической станции Твярминне. Команда впервые реконструировала референсный геном для рыжих лесных муравьев, а затем секвенировала и проанализировала гибридные геномы с помощью суперкомпьютеров центра CSC.

Чтобы учесть неопределённость из-за недавних эволюционных событий, исследователи использовали компьютерное моделирование различных сценариев эволюции, что подтвердило надёжность их выводов.

Исследование опубликовано в журнале PLOS Biology.

Следующие шаги

Учёные планируют мониторить генетический состав гибридных популяций в течение нескольких лет, чтобы найти доказательства адаптации. Цель — проверить, могут ли гибриды сочетать температурные диапазоны обоих родительских видов, что потенциально поможет им справиться с потеплением климата.

"Это важно, потому что лесные муравьи — ключевой вид для тайги: они являются пищей для других животных, участвуют в круговороте питательных веществ и регулируют численность насекомых. Без них финские леса выглядели бы иначе", — поясняет исследователь Пьер Нуо.