Ящерицы-робинзоны пролили свет на ускользающий эволюционный процесс

Биолог из Университета Род-Айленда, выпустивший ящериц на крошечные необитаемые острова Багамского архипелага, пролил свет на взаимодействие между эволюционными процессами, которые редко удается наблюдать.

Джейсон Колб и его коллеги обнаружили, что генетические и морфологические признаки ящериц определялись как естественным отбором, так и явлением, называемым эффектом основателя. Это происходит, когда вид колонизирует новую территорию.

Исследование опубликовано в журнале Science.

«Мы редко наблюдаем эффекты основателя в момент, когда они происходят в природе... Что мы не знали, так это как эти эволюционные механизмы взаимодействуют друг с другом. Мы узнали, что различия, вызванные эффектами основателя, сохраняются даже по мере того, как популяции адаптируются к новой среде».

Эффект основателя — это потеря генетического разнообразия, которая происходит, когда новая популяция создается очень небольшим числом особей из более крупной популяции. Это часто приводит к тому, что новая популяция становится генетически или морфологически отличной от исходной.

Ход эксперимента:

1. Ученые случайным образом собрали ящериц-анолисов с крупного лесистого острова.
2. Одну пару выпустили на каждый из семи соседних островов с кустарниковой растительностью, предварительно очищенных от местных популяций ураганом.
3. Известно, что анолисы в лесах имеют более длинные задние конечности, чем в кустарниках. Длинные конечности эффективнее для быстрого бега по широким поверхностям леса, а короткие — для перемещения по узким ветвям низкой растительности.

В течение следующих четырех лет ученые посещали острова, чтобы измерить длину конечностей ящериц и взять образцы тканей для генетического анализа. Все новые популяции выжили и увеличились в среднем в 13 раз за первые два года, после чего их численность стабилизировалась.

Результаты:

• Через год был замечен эффект основателя: на разных островах ящерицы имели разную длину конечностей (случайным образом, без связи с типом растительности).
• Поскольку структура растительности на новых островах отличалась от исходной, ученые прогнозировали, что естественный отбор приведет к укорочению конечностей.
• За четыре года длина конечностей у ящериц на всех островах уменьшилась (действие естественного отбора). Однако порядок от острова к острову (от самых длинных к самым коротким конечностям) сохранился.

«Тот факт, что популяции сохранили свой порядок... означает, что и эффекты основателя, и естественный отбор внесли вклад в их нынешние различия».

По словам Колба, это первое экспериментальное исследование данного процесса в естественных условиях, учитывающее несколько эволюционных механизмов во времени.

Следующий шаг — определить, как долго эффекты основателя сохраняются, прежде чем другие факторы сотрут их след.