Изменение климата изменило естественный отбор: большая белая отметина на лбу мухоловки-пеструшки больше не преимущество

Новое исследование Уппсальского университета показало, что изменение климата меняет направление отбора по декоративному признаку у мухоловки-пеструшки. Ежегодный отбор на размер белого пятна на лбу сменился с положительного на отрицательный, что объясняется повышением весенних температур в месте гнездования.

Декоративные признаки (орнаменты) используются птицами для конкуренции с другими самцами и привлечения партнёров. Они обладают высокой наследуемостью и подвержены сильному, чувствительному к среде отбору, поэтому ожидается их быстрая эволюция в ответ на устойчивые изменения окружающей среды.

Результаты, опубликованные в Nature Ecology & Evolution, основаны на долгосрочном исследовании гнездящейся популяции мухоловки-пеструшки (Ficedula albicollis) на балтийском острове Готланд в период с 1980 по 2014 год (15 поколений, 10 842 особи).

Белое пятно на лбу у этого вида — установленный декоративный признак: самцы с большим пятном имеют конкурентное преимущество. За период исследования отбор по размеру пятна сменился с положительного на отрицательный. Эта смена объясняется ростом весенних температур: самцы с выраженным орнаментом имели преимущество после холодных сезонов размножения, но проигрывали после тёплых.

«Мы оценили отбор по размеру пятна на лбу и использовали индивидуальное количественно-генетическое моделирование, чтобы определить эволюционное изменение орнамента. Фокус на сборе индивидуальных данных позволил разделить наблюдаемое фенотипическое уменьшение размера орнамента на генетический и экологический компоненты. Эти результаты согласуются с адаптивной эволюцией орнамента в ответ на изменение климата», — говорит профессор Ларс Густафссон.

Компромисс между инвестициями в орнамент и инвестициями в выживание хорошо документирован и часто объясняет эволюционный стазис. В данном исследовании описан драматический разворот в отборе по половому признаку, что предполагает фундаментальное изменение баланса этого компромисса за период исследования. Влияние весенней температуры на отбор должно опосредоваться каким-то экологическим фактором.

«Мы рассматриваем это исследование как начало, а не вывод. Отсутствие непосредственного механизма, связывающего изменение местного климата со сменой отбора, остаётся проблемой. Требуется больше работы, чтобы понять, как реализуется долгосрочный генетический сдвиг в орнаменте», — отмечает Ларс Густафссон.

Исследование демонстрирует ценность долгосрочных популяционных исследований для эволюционной биологии. Подобные работы дают уникальное понимание природы эволюции: хотя примеры чрезвычайно быстрой эволюции известны, они нетипичны, и большинство демонстраций «эволюции в действии» опираются на данные, собранные за несколько десятилетий на тысячах особей.

«Ларс в начале 1980-х не мог предвидеть, что его исследование однажды продемонстрирует влияние изменения климата на эволюционную динамику. Ценные биологические открытия часто становятся возможными благодаря кропотливым усилиям прошлых долгосрочных исследований», — говорит соавтор доктор Саймон Эванс.