Внезапный эволюционный скачок у колорадской водосборки
Исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре обнаружили пример внезапного эволюционного изменения, вызванного мутацией в одном гене. Это противоречит классическому представлению Дарвина об эволюции как о постепенном процессе.
Мутация одного гена
У популяции колорадской голубой водосборки (Aquilegia coerulea) мутация привела к тому, что около четверти растений полностью лишились лепестков и характерных нектарных шпорцев.
- Команда установила, что за это отвечает один ген — APETALA3-3, контролирующий развитие всего органа.
- "Ген либо включен, либо выключен... Но эта простая разница вызывает радикальное изменение морфологии", — пояснил ведущий автор Закари Кабин.
- Сломанный ген заставляет зачаток лепестка развиваться в чашелистик.
«Многообещающий монстр»
Мутация в гомеотическом гене (который определяет развитие целого органа) обычно приводит к появлению нежизнеспособных организмов — «безнадежных монстров». Однако в редких случаях такое резкое изменение может дать преимущество, создав «многообещающего монстра» — пример скачкообразной эволюции (прерывистого равновесия).
"У нас не было хорошего примера многообещающего монстра, вызванного единичным генетическим изменением, — сказал профессор Скотт Ходжес, — до настоящего момента".
Неожиданный фактор отбора
Исчезновение шпорца, привлекающего опылителей, казалось невыгодным. Однако исследование показало, что мутантные растения производят больше семян.
Анализ данных выявил причину: олени и тли предпочитали цветы с нектарными шпорцами. Таким образом, сдвиг в морфологии был вызван не давлением опылителей, а давлением травоядных.
"Естественный отбор может исходить из очень неожиданных источников, — отметил Ходжес. — Это не всегда то, чего вы ожидаете".
Будущие исследования
Ученые планируют:
- Изучить ДНК вокруг APETALA3-3, чтобы установить, когда произошли мутации, отслеживая накопление рекомбинаций.
- Проследить, как признак бесшпорцевости распространяется в популяции. Генетические данные указывают на меньшее скрещивание между морфами, что может быть началом видообразования.