Исследование генетических связей в семействе саранчовых указывает на южноамериканское происхождение

Группа исследователей из Техасского университета A&M и Музея Ла-Платы в Аргентине провела масштабный генетический анализ, чтобы выяснить эволюционные пути самого крупного семейства саранчовых — Acrididae. Результаты, опубликованные в Insect Systematics and Diversity, меняют прежние представления о происхождении этих насекомых.

Ключевые методы и выводы

• Генетический анализ: Учёные собрали образцы из 22 стран и проанализировали нуклеотидные последовательности ядерных и митохондриальных геномов 142 видов саранчовых. Это первое подобное исследование для всего семейства Acrididae.
• Новая филогения: Построенное «генеалогическое древо» показало, что многие признанные подсемейства (например, Catantopinae и Hemiacridinae) являются парафилетическими. Это означает, что в них исторически попадали неродственные группы из-за конвергентной эволюции (когда у неродственных видов появляются схожие внешние признаки в одинаковых условиях).
• Происхождение — Южная Америка: Анализ выявил, что общий предок семейства Acrididae обитал в Южной Америке, а не в Африке, как считалось ранее. К этому выводу привели два ключевых факта:
  1. Наиболее близкородственные Acrididae виды из внешней группы («outgroup») являются южноамериканскими.
  2. Самые древние эволюционные линии внутри семейства также в основном встречаются в Южной Америке.
• Датировка: Калибровка по ископаемым образцам показала, что семейство Acrididae возникло в палеоцене (кайнозойская эра) примерно 59,3 миллиона лет назад.

Сценарий расселения

Исследователи предполагают следующий сценарий:

1. Общий предок отделился от родственных групп в Южной Америке.
2. Около 57 миллионов лет назад предки саранчовых пересекли Атлантический океан (в то время уже отделённую от Южной Америки, но более близкую Африку) и колонизировали Африку.
3. В Африке произошла быстрая радиация и diversification (разнообразие) с последующим распространением в Европу и Азию.
4. Генетические данные указывают как минимум на три последующие волны реколонизации Северной Америки.

Значение и перспективы

• Исследование даёт новый инструмент для ревизии таксономии саранчовых, которая долгое время опиралась в основном на морфологию, в том числе на строение гениталий самцов.
• Работа заняла около 10 лет и стала возможной благодаря грантам Национального научного фонда (NSF) и международному сотрудничеству.
• Несмотря на масштаб, проанализировано лишь около 2% от известного разнообразия семейства Acrididae, которое включает примерно 6700 видов.
• В планах учёных — увеличить выборку видов, использовать больше филогенетических маркеров и провести реклассификацию основных групп внутри семейства, чтобы отразить монофилетические (происходящие от одного общего предка) клады.