Генетические исследования цихлид показывают, что межвидовые гибриды сыграли заметную роль в их эволюции. Анализ уникальной ископаемой цихлиды из верхнего миоцена Восточной Африки теперь подтверждает эту идею.
Цихлиды составляют одно из самых разнообразных семейств пресноводных рыб в тропической среде обитания. Его члены адаптировались к требованиям широкого круга экологических ниш, и многие из них выработали узкоспециализированные привычки питания. Таким образом, современные представители семейства представляют собой идеальную модельную систему для биологов-эволюционистов, стремящихся понять механизмы, лежащие в основе процесса диверсификации видов. К сожалению, ископаемые образцы, которые могли бы помочь проследить более ранние этапы эволюции цихлид, довольно редки, и большинство из них плохо сохранились и/или фрагментарны. Теперь ученые из Ludwig-Maximilians-Universitaet (LMU) в Мюнхене, палеонтолог профессор Беттина Райхенбахер, описали новую ископаемую цихлиду, обнаруженную в слоях верхнего миоцена в Восточной Африке, которая дает новое представление об эволюционной истории группы. Более того, результаты согласуются с молекулярно-генетическими данными, относящимися к продолжающейся диверсификации семейства в районе Великих озер в Восточной Африке, которые показали, что гибридизация между членами родственных видов или даже родов сыграла важную роль в видообразовании цихлид. Работа также проливает свет на условия окружающей среды, существовавшие в рифтовой долине Восточной Африки в период верхнего миоцена, 9-10 миллионов лет назад. Новые результаты опубликованы в Journal of Vertebrate Paleontology.
Авторы относят окаменелость к недавно определенному роду и виду (Tugenchromis pickfordi). В свете нехватки хорошо сохранившихся окаменелостей цихлид филогенетическое размещение нового экземпляра зависит от сравнения с современными членами семейства, а учитывая огромное разнообразие последних, это отнюдь не простая задача. Однако в сотрудничестве с доктором Ульрихом Шливеном (Зоологические государственные коллекции, Мюнхен) Райхенбахер и ее команда собрали уникальную базу данных по морфологии современных цихлид, в которой представлены все линии, обнаруженные в озере Танганьика. Этот набор данных основан на тщательном анализе рентгеновских снимков скелетов 763 особей, принадлежащих к 227 современным видам цихлид. «Этот уникальный ресурс позволил впервые надежно поместить новый ископаемый вид в филогению африканских цихлид. Действительно, наш анализ показывает, что он является членом самой древней линии цихлид, которая внесла свой вклад в так называемую восточную Африканская радиация, захватывающий всплеск разнообразия, породивший огромное разнообразие видов», - объясняет Райхенбахер.
Новая окаменелость демонстрирует поразительный «мозаичный» набор признаков, сочетающий в себе черты, типичные для трех различных групп цихлид, обнаруженных сегодня в озере Танганьика. «Эта комбинация признаков особенно интересна, поскольку молекулярные генетики показали, что многие виды цихлид в озере Танганьика обладают «мозаичным» геномом, состоящим из генетического материала, полученного от неродственных видов. Мозаика признаков, отображаемая ископаемым образцом является отражением морфологических последствий такой межвидовой гибридизации», - говорит доктор Мелани Альтнер, первый автор исследования.
Бассейн, в настоящее время занимаемый озером Танганьика, возник не менее 5,5 миллионов лет назад, и предполагается, что радиация видов, которая привела к поразительному разнообразию цихлид в озере, была вызвана его образованием. Однако новые модели, основанные на молекулярно-генетическом анализе этих видов цихлид, предполагают, что радиация, частично вызванная межвидовой гибридизацией, уже происходила в реках и озерах, впадающих в прото-озеро Танганьика.«У рыб такие гибриды, которые демонстрируют признаки, происходящие от обоих родительских видов, нередко бывают плодовитыми и способными производить плодовитое потомство», - говорит Шливен. В периоды миоцена и плиоцена климат Восточной Африки стал более засушливым, и многие притоки высохли. В результате многие виды цихлид, возникшие в речных системах, были изолированы в самом бассейне озера Танганьика, который, таким образом, стал «плавильным котлом» для последующих эпизодов видообразования, в которые внесли свой вклад эти иммигрантские виды. «Наша окаменелость подтверждает гипотезу о том, что гибридизация сыграла более заметную роль в видообразовании цихлид, чем считалось раньше, и что разнообразие цихлид, ныне эндемичных для озера, началось не в самом озере», - говорит Рейхенбахер.
Новая окаменелость также проясняет аспекты окружающей среды, в которой образовалось озеро Танганьика. Он был обнаружен Райхенбахером и ее коллегами в кенийских холмах Туген, в восточной части Восточно-Африканской рифтовой долины, но озеро Танганьика, в котором сейчас живут его ближайшие родственники, расположено в западной части долины. Таким образом, окаменелость предоставляет дополнительные доказательства ранее предполагаемой гидрологической связи между восточным и западным рукавами Рифтовой долины, которая впоследствии была разорвана по мере развития рифтогенеза.