Преимущества жизни в темноте: множественные эволюционные события у «слепых» пещерных рыб

Слепая мексиканская пещерная рыба (Astyanax mexicanus) не только потеряла зрение, но и адаптировалась к вечной темноте, утратив пигментацию (альбинизм) и изменив режим сна. Новое исследование, опубликованное в журнале BMC Evolutionary Biology, показывает, что пещерные рыбы — пример конвергентной эволюции: несколько популяций неоднократно и независимо теряли зрение и пигментацию.

Слепая пещерная рыба и её обитающий на поверхности родственник мексиканская тетра — один вид и могут скрещиваться. Пещерная рыба — просто вариант тетры, адаптированный к жизни в полной темноте. Исследователи из Португалии, США и Мексики изучили ДНК 11 популяций пещерных рыб (из трёх географических регионов) и 10 популяций их поверхностных сородичей, чтобы понять эволюционное происхождение физических различий между ними.

Генотипирование показало, что поверхностные популяции генетически очень схожи, а ситуация с пещерными популяциями была иной. У них было гораздо меньше генетического разнообразия, вероятно, из-за ограниченного пространства и пищи. Неудивительно, что наибольшим разнообразием обладали пещерные популяции с наибольшим притоком генов с поверхности. Фактически, миграция в обоих направлениях, по-видимому, была значительной.

Считалось, что исторически в реках Сьерра-де-Эль-Абра в Мексике обитали как минимум две группы рыб. Одна изначально колонизировала пещеры, но вымерла на поверхности. Затем другая популяция вновь заселила реки и также проникла в пещеры.

Профессор Ричард Боровски из Cave Biology Group Нью-Йоркского университета пояснил: «Нам повезло использовать A. mexicanus в качестве своего рода «естественного» эксперимента, где природа уже предоставила нам скрещивания и события изоляции между популяциями. Наши результаты генотипирования показали, что пещерный вариант имел как минимум пять отдельных эволюционных происхождений от этих двух предковых групп».

Доктор Мартина Брадич, руководившая исследованием, добавила: «Несмотря на скрещивание и поток генов от поверхностных популяций, «пещерный фенотип» без глаз сохранился в пещерах. Это указывает на сильное давление отбора против глаз в пещерной среде. Какое бы преимущество ни давало отсутствие глаз, оно может объяснить, почему разные популяции пещерных рыб A. mexicanus независимо эволюционировали к одному и тому же состоянию — яркий пример конвергентной эволюции».