Как морские улитки адаптировались к инвазивным хищникам

За последние два десятилетия в заливе Мэн значительно увеличилось количество инвазивных видов, прибывающих в основном через балластные воды судов. Среди наиболее успешных — хищные зеленые крабы, которые за несколько десятилетий распространились на север от побережья Средней Атлантики и активно поедают приливных улиток.

В статье, опубликованной в журнале Science Advances, исследователи документируют, как два вида морских улиток (Nucella lapillus и Littorina obtusata) эволюционировали в ответ на это вторжение: у них развились более толстые раковины.

Результаты 20-летнего исследования

Ученые провели два набора полевых экспериментов с интервалом в 20 лет — в 1998 и 2018 годах, — измеряя толщину и пластичность раковин у улиток. К 2018 году раковины стали значительно более жесткими в качестве защиты.

Также было обнаружено ключевое изменение: у более поздней когорты улиток снизился уровень адаптивной пластичности по сравнению с их предшественниками.

Что такое пластичность и как она изменилась?

Пластичность — это способность в пределах одного поколения изменить признак (например, толщину раковины) для повышения выживаемости. В лабораторных тестах улитки, выращенные в воде с «сигналами риска» от зеленых крабов (запах, гормоны), наращивали более толстые раковины, чем те, кто не чувствовал угрозы.

В конце 1990-х годов степень пластичности толщины раковины у двух популяций L. obtusata коррелировала с историей их контакта с хищником:

• Южная популяция (дольше контактировавшая с крабами) имела более фиксированный, постоянный уровень защиты.
• Северная популяция (с недавней и изменчивой историей вторжения) демонстрировала большую пластичность.

Переход от пластичности к фиксированной адаптации

По мере продвижения зеленых крабов на север в последние десятилетия, модель адаптации «по требованию» (пластичность) уступила место более постоянной эволюции. Более толстые раковины стали фиксированным генетическим признаком, передающимся из поколения в поколение.

Цена усиленной защиты

Усиление защиты имеет негативные последствия для улиток:

• Снижение массы мягкого тела.
• Большие трудности с размещением растущего тела внутри утолщенной раковины.
• Прямое влияние уменьшенной массы тела на репродуктивный успех (количество потомства).

«Так что это снижение поведенческой пластичности имеет огромные последствия не только для структуры сообществ этих улиток, но и потенциально для функционирования их экосистемы», — поясняет автор исследования.

Ценность долгосрочных исследований

Это 20-летнее исследование подчеркивает важность длительных longitudinal исследований для понимания полного спектра взаимодействия между изменениями среды и эволюцией видов.

Эксперимент будет повторен в 2028 году, чтобы отметить третье десятилетие наблюдений и продолжить отслеживание прогресса.