Гигантские маргаритки Дарвина помогают понять эволюцию

Исследователи получили большее представление о том, как происходит эволюция и как из одного вида возникает несколько. Они изучили геном растения Scalesia atractyloides (гигантские маргаритки Дарвина) — карликового дерева, находящегося под угрозой исчезновения и встречающегося только на острове Сантьяго в Галапагосском архипелаге.

Островной синдром как ключ к пониманию

Острова особенно интересны для изучения эволюции, так как её эффекты становятся там очень ясными — это явление называют «островным синдромом». Географическая изоляция предотвращает смешение с генами извне, что упрощает исследование. Классический пример — вьюрки Дарвина с Галапагосских островов, 18 видов которых, вероятно, произошли от одного предка.

Конкуренция со стороны растений

Род растений Scalesia, состоящий из 15 видов, является эндемиком Галапагосских островов. Все эти виды также эволюционировали из одного предкового вида, заняв разные экологические ниши, подобно вьюркам. Исследователи выбрали для изучения один из этих видов — Scalesia atractyloides.

Генетические находки

Учёные секвенировали и описали геном растения. Они обнаружили несколько вариантов в генетическом материале, связанных с развитием сосудистой системы, ростом, адаптацией к засолению и временем цветения. Эти вариации отражают возможности для адаптации к разным условиям.

Предок был гибридом с двойным набором генов

Исследователи выяснили, что общий предок всех видов рода Scalesia был аллотетраплоидом. Это означает, что исходное растение было гибридом двух разных растений и имело вдвое больше хромосом (а следовательно, и генов), чем обычное растение. Такой гибридизм предоставляет большой набор генов для эволюции потомства.

Ценность исследования

«Мы начинаем понимать генетическую основу того, как этот один исходный вид растения мог эволюционировать в несколько видов», — говорит Хосе Серка, ведущий автор статьи в Nature Communications.

«Изучение растений и животных, эволюционировавших на островах, чрезвычайно полезно для понимания того, как на самом деле работает процесс биологической эволюции», — отмечает старший автор Майкл Д. Мартин. — «Наше исследование предлагает первые углублённые анализы множественных генетических изменений, которые претерпевают растения для адаптации к островной среде, что даёт нам представление об эволюции всех форм жизни по всему миру».

Эта работа даёт ценное представление о том, как виды адаптируются к разным средам, что особенно важно в период быстрых изменений окружающей среды.