Растения "дорабатывают дизайн" перед эволюционным успехом
Международная группа исследователей под руководством Университета Брауна обнаружила, что растения, подобно компаниям, выпускающим улучшенные версии продукта, проходят фазу "доработки" перед тем, как начать быстро порождать новые виды и завоёвывать экологические ниши.
Ключевое открытие: Быстрое видообразование (спекиация) в крупных группах цветковых растений (кладонах) начинается не сразу после появления нового признака или генетического обособления, а с задержкой. Растения достигают некой точки развития, где успех и скорость видообразования максимальны.
Исследование: Учёные во главе со Стивеном Смитом построили крупнейшее на сегодня филогенетическое древо, включившее 55 473 вида покрытосеменных (angiosperms), что составляет около 90% всех растений мира. Они проанализировали шесть основных клад: злаки (Poaceae), орхидеи (Orchidaceae), астровые (Asteraceae), бобовые (Fabaceae), двудольные (Eudicotyledoneae) и однодольные (Monocottyledoneae). Вместе эти ветви составляют 99% цветковых растений.
Результаты: Общий предок этих ветвей — клада Mesangiospermae, возникшая более 125 миллионов лет назад. Однако бум видообразования произошёл не у корня этой клады, а значительно позже. "В ходе ранней эволюции этих групп развиваются черты, по которым мы визуально их определяем, но быстрое видообразование начинается лишь после появления этих признаков", — пояснил Смит.
Интерпретация: Авторы, публикующие работу в American Journal of Botany, считают, что это согласуется с гипотезой "долгого фитиля" перед эволюционным взрывом. Изначальная инновация позволяет последующие эксперименты, и в итоге формируется комбинация признаков, запускающая масштабную радиацию.
Причины задержки: Триггером взрыва видообразования могли быть как внутренние факторы (улучшение цветка, повышение скорости роста), так и внешние — появление насекомых-опылителей или изменения климата. Исследование этих причин — следующая цель команды.
Методология: Для построения филогенетического древа данные из обзора научной литературы были объединены с общегеномной классификацией видов на основе информации из базы данных GenBank (Национальные институты здоровья США, NIH).