Когда они делят среду обитания, оранжевая змееголовка и радужный змееголов, как правило, избегают друг друга, даже несмотря на то, что они являются близкими родственниками и могут производить «гибридное» потомство. Самцы соревнуются с самцами своего вида и почти всегда игнорируют самок другого вида. Новое исследование предлагает анализ геномных изменений, которые происходят, когда эти рыбы гибридизуются, предлагая понимание постепенного накопления несовместимых признаков, которые, вероятно, заставляют их расходиться..
Исследователи сообщают о своих выводах в журнале Molecular Biology and Evolution.
Ученые потратили десятилетия, пытаясь понять факторы, которые позволяют близкородственным организмам эволюционировать в отдельные виды, говорит Бекки Фуллер, профессор эволюции, экологии и поведения из Университета Иллинойса, которая руководила исследованием вместе с ведущим автором исследования Рэйчел Моран.. Ныне научный сотрудник Миннесотского университета, Моран провел исследование в качестве аспиранта в лаборатории Фуллера.
Наиболее очевидным фактором видообразования является географическая изоляция, но, по словам Фуллера, вносят свой вклад и другие факторы.
"Например, у двух популяций могут случайным образом развиться анатомические или физиологические различия, которые мешают им успешно спариваться друг с другом", - сказала она.
Другие поведенческие и геномные изменения, которые способствуют дивергенции видов, являются более тонкими и трудными для отслеживания, сказал Моран.
"Нас особенно интересовало сравнение оранжевой змеешейки с радужной змеей, потому что эти два вида встречаются вместе и могут образовывать гибриды", - сказала она. «Межвидовое спаривание дорого обходится этим рыбам, поскольку не дает здорового потомства».
Если потомки умирают, они не могут передать свое генетическое наследие следующему поколению. Те линии, которые склонны к межвидовому спариванию, постепенно вымирают.
«Следовательно, когда два вида сосуществуют в одной и той же среде обитания, у них вырабатывается сильное предпочтение спариваться с представителями своего собственного вида и игнорировать другие виды», - сказал Моран.
Чтобы понять, как геномные факторы влияют на этот процесс, исследователи скрестили оранжевошейных и радужных змеев в лаборатории и проанализировали геномы нескольких гибридных потомков, выживших после вылупления. Они секвенировали геном краснозобого змееяда и провели серию анализов, чтобы определить, какие области двух видов были смещены.
«Мы обнаружили, что области генома, которые имели большое генетическое расхождение между двумя видами, вероятно, способствовали их репродуктивной несовместимости», - сказал Моран. Эти различия широко распространены и включают проблемные вариации в последовательности и порядке генов на хромосомах.
Различия, вероятно, нарушат деление клеток и могут изменить экспрессию генов в потомстве гибридов, сказал Фуллер.
«Это исследование открывает окно в пострепродуктивные механизмы, которые способствуют эволюции различных признаков у близкородственных видов», - сказал Фуллер.
«Как виды, которые обмениваются генетическим материалом посредством гибридизации, могут сосуществовать и оставаться отличными друг от друга, десятилетиями озадачивало биологов-эволюционистов», - сказал Моран. «Мы надеемся, что выводы, полученные в ходе этого исследования, немного приблизили нас к ответу на этот важный вопрос».