Новый вид за три поколения

Зоя Червонцева, аспирантка факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ

Зоя Чер­вон­це­ва

Гала­па­гос­ские вьюр­ки счи­та­ют­ся клас­си­че­ским при­ме­ром быст­ро­го видо­об­ра­зо­ва­ния. Все пят­на­дцать совре­мен­ных видов про­изо­шли от еди­но­го вида-пред­ка, появив­ше­го­ся на ост­ро­вах все­го несколь­ко мил­ли­о­нов лет назад. Одна­ко, соглас­но послед­ним иссле­до­ва­ни­ям, новые виды вьюр­ков могут воз­ни­кать бук­валь­но за счи­тан­ные поко­ле­ния.

Супру­ги Роз­ма­ри и Питер Грант посвя­ти­ли 40 лет изу­че­нию вьюр­ков Гала­па­гос­ско­го архи­пе­ла­га. Начи­ная с 1973 года они про­во­ди­ли на ост­ро­вах по 6 меся­цев в году, наблю­дая за пти­ца­ми. Собран­ные ими дан­ные лег­ли в осно­ву несколь­ких круп­ных иссле­до­ва­ний, одно из кото­рых [1] было опуб­ли­ко­ва­но на про­шлой неде­ле в жур­на­ле Science.

Исто­рия нача­лась в 1981 году, когда сту­дент, рабо­тав­ший с Гран­та­ми на ост­ро­ве Дафне-Май­ор (Daphne Major), заме­тил вьюр­ка-при­шель­ца, зна­чи­тель­но пре­вос­хо­див­ше­го раз­ме­ра­ми все три вида мест­ных вьюр­ков. Иссле­до­ва­те­ли пой­ма­ли при­шель­ца, взя­ли у него кровь и отпу­сти­ли. Про­ве­ден­ный впо­след­ствии гене­ти­че­ский ана­лиз кро­ви пока­зал, что это был боль­шой как­ту­со­вый зем­ля­ной вью­рок Geospiza conirostris, какие водят­ся на одном един­ствен­ном ост­ро­ве более чем в ста кило­мет­рах от места поим­ки. Для вьюр­ков неха­рак­тер­ны столь дале­кие пере­ле­ты, так что это собы­тие было выда­ю­щим­ся. Иссле­до­ва­те­ли про­сле­ди­ли за судь­бой при­шель­ца и шести поко­ле­ний его потом­ков.

Рис. 1. Дарвиновы вьюрки. Рисунок из «Путешествия натуралиста вокруг света на корабле „Бигль“»

Рис. 1. Дар­ви­но­вы вьюр­ки. Рису­нок из «Путе­ше­ствия нату­ра­ли­ста вокруг све­та на кораб­ле „Бигль“»

На ост­ро­ве Дафне мигрант осел и завел подру­гу из мест­ных сред­них зем­ля­ных вьюр­ков G. fortis (номер 2 на рис. 1). От этой свя­зи появи­лись птен­цы — как и отец, необыч­но боль­шие, с боль­ши­ми клю­ва­ми и пою­щие стран­ные пес­ни. Один из сыно­вей обра­зо­вал пару с сам­кой того же мест­но­го вида, из кото­ро­го была его мать, а осталь­ные потом­ки скре­щи­ва­лись меж­ду собой.

Преды­ду­щие иссле­до­ва­ния пока­за­ли, что на выбор парт­не­ров у вьюр­ков вли­я­ют раз­ме­ры тела, клю­ва и мане­ра пения, а кро­ме того, в ран­нем воз­расте про­ис­хо­дит имприн­тинг, и птен­цы запо­ми­на­ют в каче­стве образ­ца пара­мет­ры роди­те­лей. Так что вполне воз­мож­но, что гибрид­ные потом­ки не име­ли успе­ха у мест­ных вьюр­ков, а сами нахо­ди­ли при­вле­ка­тель­ны­ми толь­ко сво­их род­ствен­ни­ков. Подоб­ный при­мер репро­дук­тив­ной изо­ля­ции гибри­дов был опи­сан ранее у бабо­чек рода Heliconius, у кото­рых цвет кры­льев гибри­да ока­зал­ся непри­вле­ка­тель­ным для пред­ста­ви­те­лей роди­тель­ских видов [2].

В 2003–2005 годах во вре­мя силь­ной засу­хи на ост­ро­ве Дафне погиб­ли прак­ти­че­ски все пред­ста­ви­те­ли новой линии вьюр­ков, кро­ме бра­та с сест­рой из тре­тье­го поко­ле­ния. Начи­ная с это­го момен­та их потом­ки пол­но­стью игно­ри­ро­ва­ли все три мест­ных вида вьюр­ков и скре­щи­ва­лись исклю­чи­тель­но меж­ду собой (рис. 2). На про­тя­же­нии все­го это­го вре­ме­ни иссле­до­ва­те­ли мети­ли каж­дое новое поко­ле­ние и бра­ли образ­цы кро­ви. Даль­ней­шее пол­но­ге­ном­ное секве­ни­ро­ва­ние собран­ных образ­цов под­твер­ди­ло опи­сан­ные род­ствен­ные свя­зи и отсут­ствие скре­щи­ва­ний с дру­ги­ми вида­ми после тре­тье­го поко­ле­ния. Начи­ная с тре­тье­го поко­ле­ния гибри­ды ока­за­лись пол­но­стью репро­дук­тив­но изо­ли­ро­ва­ны.

Рис. 2. Схема скрещиваний гибридной линии вьюрков [1]

Рис. 2. Схе­ма скре­щи­ва­ний гибрид­ной линии вьюр­ков [1]

Несмот­ря на огром­ное коли­че­ство близ­ко­род­ствен­ных скре­щи­ва­ний, новая линия вьюр­ков ока­за­лась эко­ло­ги­че­ски успеш­ной. Боль­шой клюв поз­во­лял им пере­жи­вать засу­хи, пита­ясь семе­на­ми рас­те­ния Tribulus cistoides (яко­рец ладан­ни­ко­вый), кото­рые мест­ным вьюр­кам не все­гда уда­ва­лось раз­грызть. Так что к момен­ту окон­ча­ния иссле­до­ва­ния в 2012 году на ост­ро­ве жили уже четы­ре вида вьюр­ков раз­ных раз­ме­ров с клю­ва­ми раз­ной фор­мы, пою­щих по-раз­но­му и не скре­щи­ва­ю­щих­ся меж­ду собой.

Пти­цы ново­го вида уже не были похо­жи на пра­ро­ди­те­ля и пели ина­че, так что боль­шие как­ту­со­вые зем­ля­ные вьюр­ки, живу­щие за сот­ню кило­мет­ров от Дафне, тоже вряд ли при­ня­ли бы их за сво­их. Выхо­дит, все­го за несколь­ко поко­ле­ний на гла­зах у иссле­до­ва­те­лей появил­ся новый вид птиц, кото­рых изу­чал еще Дар­вин.

Сто­ит отме­тить, что гибри­ди­за­ция может как созда­вать новые виды, так и уни­что­жать ста­рые. На ост­ро­ве Фло­ре­а­на того же Гала­па­гос­ско­го архи­пе­ла­га два вида вьюр­ков посте­пен­но сли­ва­ют­ся в один, пото­му что их гибри­ды ока­за­лись более устой­чи­вы к пара­зи­ти­че­ским мухам, зане­сен­ным на ост­ров [3]. В то же вре­мя дале­кие род­ствен­ни­ки этих вьюр­ков, живу­щие в горо­дах, нашли дру­гой инте­рес­ный спо­соб борь­бы с пара­зи­та­ми: они научи­лись при­тас­ки­вать в гнез­да сига­рет­ные окур­ки [4]. Но это уже совсем дру­гая исто­рия.

Зоя Чер­вон­це­ва,
аспи­рант­ка ФББ МГУ им. Ломо­но­со­ва

  1. Lamichhaney S., Han F., Webster M. T., Andersson L., Grant B. R., Grant P. R. Rapid hybrid speciation in Darwin’s finches /​/​ Science. 23.11.2017.
  2. Mavárez J., Salazar C. A., Bermingham E., Salcedo C., Jiggins C. D., Linares M. Speciation by hybridization in Heliconius butterflies /​/​ Nature. 2006. 441(7095). Р. 868–871.
  3. Kleindorfer S., O’connor J. A., Dudaniec R. Y., Myers S. A., Robertson J., Sulloway F. J. Species collapse via hybridization in Darwin’s tree finches /​/​ Am Nat. 2014. 183(3). Р. 325–341.
  4. Suárez-Rodríguez M. and Garcia C. M. An experimental demonstration that house finches add cigarette butts in response to ectoparasites /​/​ J Avian Biol. 2017. (48). Р. 1316–1321.

Если вы нашли ошиб­ку, пожа­луй­ста, выде­ли­те фраг­мент тек­ста и нажми­те Ctrl+Enter.

Связанные статьи

Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (3 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...
 
 

Метки: , , , , , , , , , , , , , , ,

 

5 комментариев

  • Виктор Сорокин:

    » Начи­ная с тре­тье­го поко­ле­ния гибри­ды ока­за­лись пол­но­стью репро­дук­тив­но изо­ли­ро­ва­ны.»
    Хоте­лось бы уточ­не­ния:
    Это была пове­ден­че­ская изо­ля­ция, то есть гибрид­ные вьюр­ки не остав­ля­ли воз­мож­но­го потом­ства от скре­щи­ва­ния с мест­ны­ми вьюр­ка­ми толь­ко пото­му, что их брач­ное пове­де­ние (брач­ные пред­по­чте­ния, и всё такое) не поз­во­ля­ло соста­вить такие пары?
    Или успе­ли нако­пить­ся раз­ли­чия, дела­ю­щие невоз­мож­ным или опло­до­тво­ре­ние (при готов­но­сти парт­нё­ров к спа­ри­ва­нию, и воз­мож­но­сти спа­рить­ся), или нор­маль­ное фор­ми­ро­ва­ние яиц, нор­маль­ное раз­ви­тие эмбри­о­нов, и т.д.?

  • Юрий Кирпичев:

    Воз­ни­ка­ет есте­ствен­ный вопрос: доста­точ­но ли четы­рех поко­ле­ний жест­кой изо­ля­ции и еще более жест­ко­го нега­тив­но­го отбо­ра для выве­де­ния ново­го вида рос­си­ян?

  • n11:

    Доволь­но при­ми­тив­ный наброс.

  • Виктор Сорокин:

    Ещё инте­рес­ный вопрос:
    Итак, полу­ча­ет­ся, что незна­чи­тель­ные внеш­ние (или, тоже вари­ант, пове­ден­че­ские отли­чия) могут запро­сто сде­лать какую-то часть исход­но­го вида репро­дук­ци­он­но изо­ли­ро­ван­ной. Раз мест­ные вьюр­ки и «при­ше­лец» сво­бод­но скре­щи­ва­ют­ся, то с гене­ти­че­ской точ­ки зре­ния они – один вид, и такое отли­чие мог­ло появить­ся, напри­мер, в рам­ках исход­ной попу­ля­ции из-за какой-то мута­ции (раз­ме­ры боль­ше обыч­но­го, или ещё что). Что такое воз­мож­но (появ­ле­ние осо­бей с замет­но отли­ча­ю­щи­ми­ся при­зна­ка­ми), под­твер­жда­ет выве­де­ние пород домаш­них живот­ных (прав­да, тут даль­ней­шая репро­дук­тив­ная изо­ля­ция орга­ни­зу­ет­ся селек­ци­о­не­ром).
    Но даль­ше вклю­ча­ет­ся, оче­вид­но, делёж­ка ресур­сов. Если новый «вид» (пока – в кавыч­ках; пра­виль­нее назвать новой поро­дой) поль­зу­ет­ся теми же ресур­са­ми (пита­ние, место для гнез­до­ва­ния, и т.д.), что и исход­ный, то может про­изой­ти и, попро­сту, физи­че­ское вытес­не­ние одной поро­ды дру­гой, и/​или «обрат­ное» сли­я­ние. Те, кого ока­зы­ва­ет­ся слиш­ком мало, что­бы все­гда нахо­дить (в сво­ей сре­де) поло­во­го парт­нё­ра, будут – «на без­ры­бье» – скре­щи­вать­ся с осо­бя­ми дру­гой поро­ды.
    Если же сре­ды оби­та­ния хоть чуть-чуть разой­дут­ся, то две поро­ды будут накап­ли­вать раз­ли­чия вплоть до гене­ти­че­ских, такие, что «обрат­ное сли­я­ние» будет невоз­мож­но в прин­ци­пе. И – «устро­жать» гра­ни­цы сво­их ресурс­ных обла­стей, сокра­щая пере­се­че­ние с сосед­ни­ми. Что уже раз­ве­дёт их пути даль­ней­шей эво­лю­ции (т.е. мож­но будет уже счи­тать такие «поро­ды» уже вида­ми, без кавы­чек.

    Но сам опи­сан­ный факт пока­зы­ва­ет, что «ветв­ле­ние эво­лю­ци­он­но­го дре­ва», дей­стви­тель­но, в опре­де­лён­ных усло­ви­ях может про­ис­хо­дить очень быст­ро.

  • Сергей:

    Вот как на пти­цу зна­ком­ство с Дар­ви­ном подей­ство­ва­ло. Впа­ла в без­удерж­ное про­ис­хож­де­ние видов путем… спон­тан­ной репро­дук­тив­ной изо­ля­ции.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Недопустимы спам, оскорбления. Желательно подписываться реальным именем. Аватары - через gravatar.com