Соотношение скорости эволюции и изменения численности популяций

Новое исследование биологов из Университета Небраски-Линкольна (UNL) впервые количественно оценило, как скорость эволюционной адаптации соотносится с темпами изменения численности популяций в экосистемах.

Раньше считалось, что эволюция разворачивается намного медленнее экологических изменений (миллионы лет против тысячелетий, веков или десятилетий). Однако более поздние исследования предполагали, что она может происходить достаточно быстро, чтобы влиять на краткосрочные сдвиги в популяциях.

Проанализировав 21 случай изучения организмов — от планктона до млекопитающих, — авторы обнаружили, что численность популяций в среднем меняется всего в четыре раза быстрее, чем адаптируются их члены (например, отращивая более длинные морды или откладывая больше яиц).

В самом экстремальном из этих случаев численность популяции менялась со скоростью, лишь в 1,5 раза превышающей темпы появления новых признаков.

«Более глубокая историческая точка зрения состоит в том, что эволюция сверхмедленна по сравнению с экологией, так что нам даже не нужно говорить о них в одном контексте. Противоположная точка зрения заключалась в том, что эволюция так же быстра, как экология, и мы всегда должны рассматривать их вместе. Это, по сути, идея о том, что эволюция может происходить достаточно быстро, чтобы изменения признаков фактически меняли экологическую динамику по ходу дела. Никто по-настоящему не пытался ответить на этот вопрос систематически», — пояснил ведущий исследователь Джон ДеЛонг.

Команда также обнаружила, что ранее выявленная статистическая закономерность для экологических популяций — вариация численности популяции постоянно равна средней численности, умноженной на саму себя — применима и к эволюции новых признаков.

Это имеет математическое следствие: когда это соотношение выполняется, скорости эволюционной адаптации не могут равняться или превышать темпы изменения численности популяции.

«Это фактически имеет последствия для обобщения наших наблюдений. Мы не хотим делать биологический вывод только из существования этого степенного закона, но если это правда, мы никогда не должны видеть, чтобы какая-либо [эволюционная адаптация] преодолела этот предел», — отметил ДеЛонг.