Ученые из Санкт-Петербургского университета и Российской академии наук, под руководством профессора СПбГУ Владимира Лухтанова, открыли ранее неизвестный механизм образования нового биологического вида, в результате скрещивания двух уже существовавших видов. Содержание подробной статьи об этом, опубликованной в журнале Proceedings of the Royal Society B, пересказывается впресс-релизе СПбГУ.

Бабочки-голубянкиОткрытие стало результатом изучение бабочек-голубянок рода Agrodiaetus. Ученые на протяжении 30 лет анализировали их кариотипы — формы и размеры наборов хромосом. Голубянки представляют собой интересный материал для подобных исследований, так как в пределах этого рода количество хромосом варьирует, у разных видов, от 20 до 268 — последнее число является рекордным. При этом в роде Agrodiaetus обнаружено немало совсем «молодых» видов, подвидов и популяций с пока неясным статусом.

Российские ученые установили, что одним из факторов такого бурного видообразования среди голубянок является скрещивание между разными видами этих бабочек. Потомки таких «смешанных браков» наследуют гены от обоих предков, но эти гены «пересобираются», подобно детскому конструктору. В результате получается новый полноценный диплоидный (двойной) набор хромосом, но уже с другим их числом и формой. Носители такого набора уже не могут скрещиваться со своими предками, а значит, являются отдельным новым видом.

«Мы показали роль структурного преобразования генома в процессе гибридного видообразования — содержание на уровне генов не меняется, а кариотип меняется. И этого оказывается уже достаточно, чтобы сформировался новый вид», — прокомментировал Владимир Лухтанов.

Ранее образование гибридов между разными видами животных уже не раз отмечалось как в природе, так и в неволе. Но до сих пор практически не было доказательств того, что это может приводить к образованию новых видов. Обычно такие гибриды оказываются стерильными, если только родительские виды не являются очень близкородственными — что мы и видим у бабочек-голубянок.

Источник: Научная Россия

Новый вид получается тогда, когда внутри популяции возникает репродуктивный барьер. То есть когда одни особи вдруг теряют возможность спариваться с другими (впрочем, точнее было бы сказать не «спариваться», а «завести потомство»). В этом случае возникают два изолированных набора генов, которые поначалу похожи друг на друга, но с течением времени накапливают всё больше различий. Такое разделение популяций может произойти из-за географического размежевания: допустим, территорию популяции вдруг пересекла река, а животные как назло не умеют плавать. Тогда «правобережная» часть утратит возможность обмениваться генами с «левобережной», а там уже и до нового вида рукой подать.

Ближневосточные слепыши могут открыть учёным тайны видообразования. (Фото HyperViper.)Бывает, однако, и так, что никаких географических преград не возникает, а новый вид всё же появляется. В этом случае говорят о симпатрическом видообразовании. Репродуктивный барьер здесь может возникнуть, например, из-за крупной хромосомной перестройки: мутанты и немутанты не смогут дать потомство. Но в этом случае такая мутация должна произойти у нескольких особей, чтобы мутанты сами смогли дать потомство и поддержать свой род. Может быть и другое, экологическое разделение внутри популяции, когда разные особи живут на одной территории, но при этом занимают разные экологические ниши. Однако опять-таки остаётся вопрос, как это произошло, ведь такие процессы случаются не мгновенно и требуют довольно много времени. Оттого многие вообще сомневаются в возможности подобного видообразования.

Исследователи из Хайфского университета (Израиль) полагают, что им удалось увидеть симпатрический механизм образования нового вида воочию. Речь идёт о слепышах Spalax galili, живущих в Галилейских горах на севере Израиля. В этом месте под почвой можно найти две совершенно разные подстилающие породы — либо лавовую базальтовую, либо известковую. Эту разницу можно увидеть на поверхности: есть растения, которые живут только над базальтом, и есть те, что предпочитают расти над известняком. Слепыши, которые живут на этой территории, на первый взгляд, никакой разницы не чувствуют. Однако, как показали исследования, животные с базальтовых территорий отличаются от «известковых» по митохондриальной ДНК. И различия эти, как пишут исследователи в PNAS, весьма существенны — до 40%.

Это говорит о том, что обмен генами между теми и другими довольно вял (иначе различия не накапливались бы). То есть, несмотря на отсутствие физических барьеров, особи с базальтовых участков предпочитают спариваться друг с другом, а не с теми, кто живёт на известняке. Следует подчеркнуть, что учёным впервые удалось увидеть столь сильное генетическое различие внутри одного вида при отсутствии каких-либо физических границ внутри популяции. Разумеется, трудно удержаться от искушения назвать это эволюционным стоп-кадром: в будущем, как полагают исследователи, субпопуляции слепышей разделятся окончательно и перестанут вообще спариваться: получится два разных вида.

Однако, прежде чем делать такие смелые выводы, следовало бы провести некоторые дополнительные исследования. Например, не мешало бы выяснить, почему слепыши «базальтовые» не ходят в гости к слепышам «известковым»: что именно им не нравится. Да и потом — действительно ли описанные генетические различия возникли из-за половых предпочтений? Чтобы утверждать, нужны чёткие доказательства, что особи с одних территорий игнорируют соседей, и это как раз можно проверить экспериментально. С другой стороны, некоторые исследователи вообще сомневаются, что тут имеет место симпатрическое видообразование (в существование которого, как было сказано, многие не верят). Такое генетическое различие, говорят они, могло возникнуть в прошлом, когда между популяциями существовала действительно непреодолимая преграда. Эта преграда потом исчезла, а недоразделившиеся субпопуляции вновь соединились, чтобы вводить в заблуждение нынешних эволюционистов.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

 Ученые пришли к выводу, что влажные тропические леса Амазонки стали центром мирового разнообразия видов благодаря образованию Анд. Процессы горообразования проходили в несколько этапов. Каждый раз создавались особые условия, привлекающие определеные виды

Водопад АнхельСовременные исследователи выделяют 25 очагов разнообразия видов. Влажные тропические леса Амазонской низменности в этом списке стоят на одном из первых мест – именно там находится больше всего видов в перерасчете на единицу площади. (В России Международный совет охраны природы признает три таких центра — это Северный Кавказ, юг дальнего Востока и Байкал).

В этих регионах сосредоточено максимальное количество видов живых организмов. Существует распространенная теория, согласно которой такое скопление видов в лесах Амазонки связано с тем, что во время похолоданий четвертичного периода многие животные и растения «стекались» в Анды, чтобы пережить холод. Когда условия становились более благоприятными, они выбирались из своих убежищ. Новые же условия стимулировали процессы видообразования (поэтому часто центры видового разнообразия совпадают еще и с центрами видообразования).

Ученые из нескольких европейских и южно-американских университетов под руководством доктора Карины Хорн (Carina Hoorn) из Амстердамского университета в статье «Amazonia Through Time: Andean Uplift, Climate Change, Landscape Evolution, and Biodiversity», опубликованной в последнем номере журнала Science, предлагают совершенно новое объяснение происхождению амазонского центра разнообразия.

Анды сформировали центр биоразнообразия

«Амазонская низменность считается регионом, где сосредоточено наибольшее количество видов. Тем не менее, время, когда сложился этот центр разнообразия, и причины его формирования остаются предметом жарких научных споров», — говорит Хорн. На основе анализа палеонтологических, климатических и данных филогенетического анализа, ученые пришли к выводу, что этот центр сформировался намного раньше, чем считалось до сих пор – примерно 23 миллиона лет назад. Причем, этот процесс происходил одновременно с формированием горного массива Анд.

«Процессы видообразования и формирования сообществ тесно связаны с тектоническими процессами и климатическими изменениями. Поэтому, богатая геологическая история Южной Америки не могла не повлиять на процессы видообразования и на формирование облика сообществ живых организмов этого региона», — говорит Хорн.

«Поднятие центральной и северной части Анд происходило практически синхронно в результате движения литосферных плит. Опускание плиты вдоль тихоокеанского побережья вызвало поднятие центральных Анд в палеогене (65−34 миллиона лет назад). После того, как плита раскололась на части, произошло столкновение этих частей с южноамериканской плитой. В результате сформировались северные Анды. Наиболее интенсивно процесс горообразования происходил в позднем олигоцене и раннем миоцене — 23 миллиона лет назад. Тогда же, согласно данным палеонтологического и филогенетического анализа, возникли многие существующие сейчас в дождевых лесах Амазонки группы растений и животных», — объясняют авторы.

Болота с крокодилами и леса с люпинами

По словам Хорн, одновременно с поднятием Анд в западной части Амазонской низменности формировалась и низменность, покрытая болотами и озерами. Эту новую среду очень быстро заселили беспозвоночные, в основном моллюски и остракоды. Болота оказались благоприятной средой обитания и для многих видов рептилий, в том числе и гавиалов (вымерших животных из отряда крокодилов), кайманов и черепах. Один из самых ярких представителей вымершей фауны того времени – пурусзавр (Purussaurus), самый большой из всех известных кайманов, длина тела которого достигала 12 метров. Примерно 7 млн лет назад, когда окончательно сформировалось русло реки Амазонки, болота начали высыхать. Одни их обитатели вымерли, другие смогли адаптироваться к новым условиям, а третьи мигрировали в более подходящие местообитания. В это время на новых местообитаниях стали формироваться леса. Интересные детали, которые удалось обнаружить ученым: одной из самых разнообразных групп цветковых тогда были люпины, в этот же период появились танагры (семейство птиц отряда воробьиных) и стали развиваться многие группы насекомых, например, шмели.

Следующий важный этап геологической истории Южной Америки, по словам авторов работы, произошел только через 20 млн лет (примерно 3,5 млн лет назад), когда перераспледение литосферных плит привело к образованию Панамского перешейка. В результате в Южную Америку хлынули виды из Центральной Америки.

Источник: Infox.ru

Орнитологи из Оксфорда (Великобритания), изучив клювы птиц-печников, усомнились в истинности одного из главных принципов видообразования, гласящего, что новые виды возникают тогда, когда предковая популяция оказывается разделённой. Например, если посередине ареала вдруг возникает река или гора либо появляется ещё какое-нибудь географическое или экологическое препятствие, которое невозможно преодолеть. В этом случае части популяции, оказавшись разделёнными, начинают вариться, так сказать, в собственном генетическом соку, эволюционируют порознь — и в итоге одна из них превращается в новый вид.

Печник в гнезде (фото Flávio Cruvinel Brandão)На печниках это правило было бы проверить легко: их существует множество видов, и эволюционную историю последних можно проследить по формам клювов. Так, среди печников есть виды с необычайно длинным и изогнутым клювом. Такая форма очень удобна для того, чтобы вытаскивать насекомых из-под коры, из расщелин и т. д. Виды с похожими клювами, очевидно, находятся в близком родстве. Исследователи проанализировали распространение родственных печников и пришли к выводу, что они делили территорию, чтобы не конкурировать друг с другом. Разбегание видов обусловливалось в первую очередь борьбой за пищевые ресурсы, а не возникновением труднопреодолимых преград.

Сидя на одной территории, два близких вида вынуждены делить одну и ту же кормовую базу. В такой ситуации сестринскому виду нужно искать себе новый ареал. Виды могли бы воссоединиться, но для этого нужно или очень много еды, или чтобы один из них нашёл себе нишу, хотя бы чуть-чуть отличающуюся от ниши собрата. На то, чтобы найти индивидуальную нишу, требуется какой-то срок, и за это время между видами может встать та самая географическая или климатическая преграда. То есть такая преграда скорее окончательно закрепляет разделение видов, но не является его причиной. Хотя возможно, что это лишь один из вариантов развития событий, который имел популярность только у некоторых групп животных — например, у печников.

Результаты исследования опубликованы в журнале Ecology Letters.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

На примере первичной зубатой моли японские исследователи показали, что   видообразование далеко не всегда происходит за счёт смены меню.

Первичная зубатая моль Micropterix imperfectella (фото EduardoMarabuto Photography)    Чешуекрылые (они же бабочки, мотыльки и моли) — самый многочисленный   отряд насекомых, представителей которого нет разве что в Антарктиде. Обычное   объяснение их чудовищного многообразия таково: видообразование бабочек есть результат коэволюции с растениями. А именно: бабочки — точнее, их гусеницы — ели   растения, растения придумывали способы защиты, бабочки эти системы защиты   учились обходить либо просто меняли пищевые предпочтения.

    Кормовая база — ключевая   характеристика экологической ниши, поэтому такое видообразование получило название   экологического. По словам Томми Наймана из Университета Восточной Финляндии, биологи-эволюционисты в массе своей испытывают особую любовь   к такому — экологическому — типу видообразования, а потому пытаются объяснить с его помощью всё на свете.

    Юме Имада из Киотского университета провела сравнительный анализ всех видов первичной зубатой моли, обитающих на Японском архипелаге.   Исследователи проанализировали ДНК мотыльков для выяснения родственных связей   между видами. Таким образом было описано 25 видов, чьи эволюционные пути   разошлись примерно 35–15 млн лет назад. Важная деталь: все эти мотыльки ели одно   и то же растение — печёночный мох Conocephalum conicum. И живут они во влажных,   болотистых местах, расположенных по руслам рек.

    Объяснение подобному   многообразию видов в одной экологической нише простое, старое, но, по словам   Томми Наймана, хорошо забытое.

    Новые виды могут образовываться   не только в результате «прыжка» из одной экологической ниши в другую.   Видообразование может идти географическим путём — когда две популяции одного вида оказываются разделены   непреодолимым препятствием. Японские мотыльки — плохие летуны, привыкшие к   влажному климату, им почти не по силам преодолеть относительно сухую зону —   допустим, между двумя реками. При этом японские учёные не отвергают   экологическое видообразование полностью. Они лишь уточняют, что эколого-пищевые   механизмы вступают в силу после того, как произошло географическое разделение   вида, и в дальнейшем оба механизма могут действовать одновременно.

    Рассматриваемая работа   опубликована в свежем номере журнала Proceedings of the Royal Society   B.

    Ну а упомянутый выше Томми   Найман в статье, которая появилась в издании BMC Evolutionary Biology, подчёркивает, что географический (или   аллопатрический) способ видообразования может быть причиной появления на свет от   20 до 50 процентов современных видов животных. Так что от эволюционистов требуется не притягивать «любимую» экологию к образованию любого вида, а честно отвечать на вопросы, когда, как и почему появился новый вид.

Источник:  КОМПЬЮЛЕНТА

Муравьи относят семена растений к муравейникам, где у тех больше возможности прорасти. Кроме того, поскольку семена не удаляются слишком далеко от родительского дерева, эта муравьиная помощь способствует появлению генетически разнородных очагов в популяции и возникновению новых видов растений.

Муравьи тащат семя в муравейник. (Фото Alex Wild.)Распространением семян растений занимаются не только птицы и звери — огромную роль тут играют насекомые, в частности муравьи. Существует даже специальный термин — мирмекохория , обозначающий распространение семян растений муравьями. Исследователи из австралийского Университета Кёртина указывают на одно важное следствие такой семяраспространительной деятельности муравьёв. По их словам, там, где есть такие муравьи, сильно повышается разнообразие видов растений.

В семенах муравьёв привлекают мясистые питательные придатки и выросты вроде элайосом, ариллоидов и пр. Само семя насекомые не трогают, но тащат его за собой из-за питательного придатка. Рано или поздно муравьи отделяют то, что им нужно, от семени, которое остаётся лежать неподалёку от муравейника или же прямо внутри колонии. Так они помогают уменьшить конкуренцию между родительскими и дочерними растениями и укрывают семена от животных, непосредственно питающихся семенами.

При этом семена часто оказываются в более плодородном окружении, поскольку почва вокруг муравейника и внутри него удобрена продуктами жизнедеятельности колонии. Это особенно важно, если земли вокруг не слишком богаты; в этом случае семя в муравейнике имеет больше шансов прорасти и укорениться. Но, как пишут исследователи в South African Journal of Botany , тут нужно учитывать, что муравьи уносят семена не слишком далеко, хотя и в самых непредсказуемых направлениях. А это значит, что в популяции, обслуживаемой муравьями, не очень велик дрейф генов . То есть на такой территории будет много зон со вполне жизнеспособными растениями, несущими довольно индивидуальные наборы генов. То есть муравьи дают возможность проявиться самым разным геномным наборам.

Исследователи сравнили растительное разнообразие юго-запада Австралии и Капского полуострова в Африке. Эти районы, сходные по климатическим условиям, демонстрируют высокое разнообразие видов растений. Идея состояла в следующем: чем больше на территории муравьёв-мирмекохоров, тем разнообразнее будут представлены группы растений. Эти две зоны учёные сравнивали с другими, где обитали растительные представители тех же самых клад (то есть произошедшие от одного предка), но без муравьёв. Оказалось, что муравьи в два раза повышали биоразнообразие растений! То есть там, где они жили, образовывалось больше видов.

Можно сказать, что муравьи способствуют образованию новых видов и поддерживают биоразнообразие растений. Это заставляет по-новому взглянуть на их роль в экосистеме: если представить, например, что мирмекохоры исчезли с опекаемой ими территории, то вслед за этим произойдёт сужение биоразнообразия и, как следствие, уменьшение устойчивости экосистемы. Ранее учёным удалось установить, что взрыв видового разнообразия среди муравьёв совпал с эволюционной «разработкой» семян, так что, видимо, не одни насекомые-опылители эволюционировали рука об руку с растениями…

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА