Обычно мы не ожидаем, что эволюция будет предсказуемой. Но гавайские пауки-палочники из рода Ariamnes неоднократно развивали одни и те же характерные формы, известные как экоморфы, на разных островах, сообщают исследователи 8 марта в журнале Current Biology. Экоморфы, которые выглядят одинаково и живут в одних и тех же средах обитания, но не так тесно связаны, как кажутся, удивительно редки, и исследователи надеются, что эти недавно описанные могут помочь нам понять, что стоит за этим странным эволюционным паттерном.
Пауки-палочники живут в лесах Гавайского архипелага, на высоте более 2000 футов над уровнем моря, на островах Кауаи, Оаху, Молокаи, Мауи и Гавайи. Хотя это ночные членистоногие, которые плохо видят, они все же ярко и отчетливо окрашены. «У вас есть этот темный, который живет в камнях или в коре, блестящий и отражающий золото, который живет под листьями, и этот, матово-белый, совершенно белый, который живет на лишайнике», - объясняет Розмари Гиллеспи, эволюционист. биолог Калифорнийского университета в Беркли.
Эти разные окраски позволяют паукам маскироваться на определенных поверхностях одинакового цвета в их соответствующих местах обитания и избегать своего основного хищника, птиц, называемых гавайскими медоносами. Но что примечательно, так это то, что по мере того, как пауки перемещались с одного острова на другой в ходе своей эволюционной истории, одни и те же формы эволюционировали снова и снова. В результате этого процесса появляются новые виды, которые более тесно связаны с пауками разных форм на одном острове, чем с двойниками с других островов.
И это происходит быстро - по крайней мере, во время эволюции. Темный паук, который прыгает со старого острова на новый, может превратиться в новые виды темных, золотых и белых пауков, прежде чем золотые и белые пауки со старого острова успеют добраться до нового. «Они прибывают на остров, и бум! Вы получаете независимую эволюцию в одном и том же наборе форм», - говорит Гиллеспи.
Также важно, чтобы эти формы каждый раз были одинаковыми. «Они не становятся оранжевыми или полосатыми. Никакого дополнительного разнообразия нет», - говорит она. Это, по ее мнению, предполагает, что у пауков Ариамнеса есть своего рода запрограммированный переключатель в их ДНК, который можно быстро включить, чтобы позволить им быстро эволюционировать в эти успешные формы. Но как этот процесс может работать, пока неясно.
На самом деле это не изучено, потому что экоморфы не распространены. «Большинство излучений просто не делают этого», - говорит она. Типичная адаптивная радиация, как и у вьюрков Дарвина, обычно приводит к большому разнообразию форм. А конвергентная эволюция, когда два разных вида независимо развивают одну и ту же стратегию для заполнения определенной ниши, обычно не повторяется. Есть лишь несколько хороших примеров такого фиксированного паттерна повторяющейся эволюции: пауки Ariamnes, гавайская ветвь длинночелюстных пауков рода Tetragnatha и карибские ящерицы Anolis.
«Теперь мы размышляем о том, почему только у этих видов организмов происходит такая быстрая и повторяющаяся эволюция», - говорит Гиллеспи. Хотя над этим вопросом она все еще работает, все три линии живут в отдаленных местах, имеют мало хищников и полагаются на свою окраску, чтобы замаскироваться в очень специфической среде обитания. Кроме того, все они свободно живут в растительности: ни одна из двух групп пауков не плетет паутину, а это означает, что они, как и ящерицы, могут свободно передвигаться и находить среду обитания, необходимую им для маскировки. Она надеется, что изучение того, что общего у этих групп, «поможет понять, какие элементы эволюции предсказуемы, и при каких обстоятельствах мы ожидаем, что эволюция будет предсказуемой, а при каких - нет."
Она также надеется, что это исследование поможет миру понять, что еще могут предложить уязвимые леса Гавайев. «Часто я слышу, как люди говорят: «О, Гавайи так хорошо изучены. На что еще смотреть?» Но есть все эти неизвестные излучения, которые просто сидят там, все эти странные и удивительные организмы. Нам нужно, чтобы все поняли, что там и насколько это необычно. И затем мы должны посмотреть, что мы можем сделать, чтобы защитить и сохранить то, что еще ждет. для описания."