Быстрая эволюция признаков на границе ареала ускоряет расселение видов

Быстрая эволюция полезных признаков у особей на границах ареала может играть более важную роль в расширении популяций, чем считалось ранее. К такому выводу пришли исследователи из Университета Колорадо в Боулдере. Результаты, опубликованные в журнале Nature Communications, могут улучшить прогнозы о расширении или сокращении ареалов видов, что важно для понимания экологических проблем, таких как изменение климата и распространение инвазивных видов.

Традиционно скорость расселения вида оценивали по демографическим показателям: рождаемости, смертности и способности к рассеиванию. Роль эволюции — быстрой адаптации особей на краю ареала — часто упускали из виду.

"Это одно из первых экспериментальных исследований, строго проверяющих гипотезу о том, что эволюция ключевых признаков на границе ареала может значительно влиять на скорость распространения", — отметил ведущий автор исследования Кристофер Вайс-Леман.

Эксперимент с жуками

• В качестве модели использовали мучных хрущаков (Tribolium castaneum), которые дают до 8 поколений в год.
• Группы жуков из одной генетической популяции поместили в искусственные ландшафты.
• В одной группе местоположение жуков случайным образом меняли каждое поколение, препятствуя независимой эволюции на границе.
• В другой группе жуков не перемешивали, позволяя эволюции на краю ареала идти своим путём.

Результаты

• Популяции, где эволюция на границе ареала шла независимо, распространялись в среднем на 6% быстрее.
• Жуки на краю ареала в этих группах также демонстрировали более высокую скорость расселения.

Исследование закладывает основу для создания более точных моделей, предсказывающих скорость и масштабы расселения видов — будь то инвазивный вид или вид, вынужденный мигрировать из-за изменения климата.

"Предыдущие модели расселяющегося вида склонны игнорировать эволюционные процессы, но эта работа показывает их важную роль", — подчеркнул Вайс-Леман.

Независимое подтверждение

Выводы исследования Университета Колорадо совпали с результатами параллельной работы Университета Райса под руководством Брэда Очоки, опубликованной в том же номере Nature Communications. Это случайное подтверждение укрепляет новую концепцию.