Как жуки переходят из воды на сушу и обратно: ключ к пониманию эволюции

Исследователь из Университета Канзаса Эндрю Шорт получил престижный грант CAREER в $700,000 от Национального научного фонда (NSF) на изучение эволюционного перехода организмов между водной и наземной средами обитания.

Объект исследования: жуки-водолюбы

  • Модельной группой стали южноамериканские водолюбы (Hydrophilidae).
  • Их уникальность — в множественных переходах между водой и сушей (более десятка раз в эволюционной истории), что позволяет искать общие закономерности.

Методы исследования

Команда будет использовать:

  1. Анатомические признаки (например, адаптации ног для плавания).
  2. Данные ДНК-последовательностей для точного восстановления эволюционной истории, так как морфология может её искажать.
  3. Анализ естественной истории видов, чтобы проследить последовательность смены сред обитания.

Ключевые вопросы и задачи

  • Установить количество, время и последовательность переходов между средами.
  • Протестировать изменения в скорости видообразования (диверсификации) между водными и наземными линиями.
  • Описать более 100 новых для науки видов.
  • Определить, как быстро происходят такие сдвиги (например, за 50 000 или 5 миллионов лет).

Почему переход так сложен?

Смена воды на сушу требует полной перестройки базовых биологических функций:

Экологический контекст и значение

  • Промежуточные среды, такие как небольшие водопады, могут служить «ступенькой» при переходе.
  • Исследование поможет понять, как виды могут реагировать на масштабные изменения среды, связанные с изменением климата.
  • Анализ периодов прошлых переходов покажет, играл ли климат значительную роль в их облегчении.

Образовательный компонент

Грант также поддержит:

  • Несколько независимых исследовательских проектов для студентов бакалавриата ежегодно.
  • Работу двух докторантов.
  • Новый полевой курс для студентов, включающий экспедицию в Южную Америку в партнёрстве с Национальной зоологической коллекцией Суринама и Университетом Гайаны.