Генетический анализ колюшек показывает, что изолированные популяции в схожих условиях развиваются сходным образом. Основа для этого уже присутствует в геноме их генетических предков. Биологи-эволюционисты из Базельского и Ноттингемского университетов сообщают об этом в журнале Evolution Letters.
В природе можно найти много примеров эволюции, производящей одни и те же характеристики неоднократно и независимо. Сходные приспособления к сходным условиям среды зафиксированы у многих видов животных и растений, хотя и прежде всего на уровне внешних признаков. Однако мало известно, в какой степени сходные популяции также использовали одни и те же генетические варианты в ходе своей эволюции.
Новое исследование дало новое понимание генетической основы такой параллельной эволюции. С этой целью исследователи из Базельского и Ноттингемского университетов изучили геном трехиглой колюшки.
Эта рыба популярна среди биологов-эволюционистов, потому что она приспособилась к разнообразным средам обитания. В дополнение к этому, общий предок пресноводных популяций - колюшки, изначально жившие в океане, - существует и сегодня, что позволяет исследовать первоначальную генетическую базу.
Изолированные популяции имеют те же характеристики
На шотландском острове Норт-Уист колюшки можно найти в водоемах с чрезвычайно разными значениями pH. В то время как озера на западе содержат щелочную воду, озера высокогорных вересковых пустошей на востоке кислые и содержат мало питательных веществ.
Исследования пяти популяций из западных и восточных озер показали, что рыбы адаптировались к своей щелочной или кислой среде обитания независимо друг от друга, но сравнимыми способами. Все пять популяций в кислых озерах, например, демонстрировали сильно уменьшенный скелет и замедленный рост - вероятно, как адаптацию к недостатку питательных веществ..
Варианты, расположенные в геноме предков
Помимо общих внешних признаков, исследователям также удалось установить, что изменения в генофонде происходили очень сходным образом: популяции в пределах одного и того же типа среды обитания демонстрировали одинаковые генетические варианты в десятках регионов геном. Это позволяет предсказать, где в геноме будут происходить изменения под влиянием той или иной среды обитания - эволюция становится в какой-то мере предсказуемой.
Генетический анализ морского предка также показал, что у предка присутствуют все генетические варианты, полезные для адаптации к кислой или щелочной воде. Таким образом, подобные формы жизни возникли не случайно, а независимо друг от друга благодаря предсказуемой сортировке выгодных генетических вариантов, которые уже присутствовали в геноме.