Ученые обнаружили доказательства естественного отбора у глубоководных видов рыб, адаптирующихся к глубинам океана, в которых они обитают.
Группа исследователей во главе с профессором Расом Хоелзелем из Департамента биологических наук Даремского университета (Великобритания) (вместе с сотрудниками из Департамента наук о Земле в Дареме, Ливерпульского университета и Морской Шотландии) изучила вид рыба, называемая круглоносым макрурусом.
Они говорят, что это первое свидетельство естественного отбора, поддерживающего отдельные специализированные типы одного и того же вида рыб, каждый из которых приспосабливается к разным глубинам обитания в пределах одной популяции, охватывающей два километра глубины в глубоком море.
Их исследование опубликовано в журнале Nature Ecology & Evolution.
Исследователи заявили, что важным переходом в глубоком море является место, где заканчивается проникновение света, отделяющее относительно яркую мезопелагическую часть от темной батипелагической части океана ниже примерно 1000 м.
Круглоносый гренадер имеет удивительно широкий ареал обитания в глубоком море, от 180 до 2, 600 м на глубине.
В исследовании рассматривался участок океана, населенный этим видом, на глубине от 750 м до 1800 м в одном месте, пересекающий границу между «светлыми» и «темными» частями океана.
Они секвенировали весь ядерный геном этого вида и идентифицировали все гены в этом геноме, которые кодируют биологические функции. Затем они секвенировали еще 60 геномов, по 15 с каждой из четырех глубин (750 м, 1 000 м, 1 500 м и 1 800 м). Это выявило адаптацию к глубине в функциональных генах, при этом все 1800-метровые рыбы отличались от других, обитавших на более мелких глубинах.
Эти адаптированные гены были связаны с созданием различных форм тела и функций по мере взросления человека. Кроме того, они обнаружили убедительные доказательства продолжающегося естественного отбора, так что любая крайняя форма отдавала предпочтение за счет промежуточного типа..
Этот «подрывной» отбор может привести к эволюции новых видов, когда разные типы также предпочтительно спариваются с представителями своего собственного типа.
Однако в данном случае не было явных доказательств спаривания с представителями своего типа. Вместо этого молодые («мальки») рыбы остаются примерно на 1000 м, пока не созреют, а затем разделяются на разные глубины в соответствии с их генетическим строением.
Это дает уникально ясный пример того, как разные специалисты в пределах одного и того же вида, в данном случае адаптация к жизни на разных глубинах обитания, могут поддерживаться даже в пределах одной и той же географической популяции. Это может помочь подготовить вид к быстрому реагированию на изменяющуюся среду, такую как быстрое изменение климата.
Дифференциация между экотипами может быть обусловлена различием между богатой ресурсами средой на мелководье и относительно бедной средой на более глубоком склоне.
Ведущий автор, профессор Рас Хоелзел, из отдела биологических наук Даремского университета, сказал: «Океаны представляют собой огромные пространства, на которых есть несколько очевидных препятствий для движения.
Как и в среде над морем, мы склонны думать о движении в горизонтальном измерении, по всей ширине океанов, но в море, возможно, границы и градиенты среды обитания еще больше, поскольку виды перемещаются вертикально с глубиной..
"Наши исследования показывают, что эти рыбы адаптировались к жизни на разных глубинах и по мере взросления разделяются по глубине в зависимости от их генетического состава."
Исследование финансировалось Советом по исследованию окружающей среды (NERC)