В соленых озерах острова Сан-Сальвадор на Багамах обитает удивительное разнообразие рыб, которое может соперничать с вьюрками Чарльза Дарвина на Галапагосских островах.
Там живет невзрачная багамская рыбка-куколка, названная так из-за агрессивного, щенячьего поведения самцов, которые окружают друг друга, чтобы застолбить свои права в озере во время брачного сезона. Биологи-эволюционисты Джозеф МакГирр и Кристофер Мартин изучили три близкородственных вида куколок, мирно сосуществующих в теплых водах, потому что каждый из них, благодаря небольшим различиям в размерах челюстей, занял свою собственную пищевую нишу - и все это за последние 10 000 лет. Они специализируются по размеру своих челюстей и корму - водорослям, улиткам или быстро нападающим чешуйчатым зябликам, которые, как дарвиновы зяблики, отражают различия в выборе семян по размеру и форме их клювов.
Стремясь раскрыть это разнообразие, они выявили 12 миллионов одиночных мутаций ДНК (называемых однонуклеотидными полиморфизмами или SNP) в 37 геномах и секвенировали девять популяций всех трех видов, выловленных на острове Сан-Сальвадор и одном близлежащем острове. Они сопоставили изменения ДНК с различиями в размере челюстей, чтобы выявить гены-кандидаты, ответственные за большие и маленькие челюсти.
Они обнаружили новые гены-кандидаты, тесно связанные с размером челюсти, а также доказательства, подтверждающие роль аллелей с большим эффектом в пересечении более крупных долин приспособленности. Кроме того, для развития больших челюстей требовалось больше аллелей с большим эффектом, чем маленьких.
В целом, мы обнаружили очень мало областей с одиночными SNP, зафиксированными между видами, которые также были тесно связаны с расходящимися размерами челюстей. Многие из этих областей содержали только один ген с известным влиянием на развитие скелета модельных организмов. Поразительно, что некоторые из этих генов содержат только один SNP, зафиксированный между видами в вышестоящей регуляторной области или интроне, что обеспечивает отличные варианты-кандидаты для будущих функциональных исследований», - сказал соответствующий автор Кристофер Мартин.
Однако, по словам Мартина, эти результаты поднимают интригующий вопрос.
"Если признаки поедания чешуи были сформированы в результате жесткого зачистки, воздействующего на генетическую изменчивость внутри исконных карибских популяций, почему эта трофическая специализация отсутствует на соседних островах?" Из предыдущих экологических и генетических исследований они не смогли обнаружить никаких поразительных различий в окружающей среде или различиях в генетическом разнообразии между островом Сан-Сальвадор и соседними Багамскими островами.
Ответ на этот вопрос потребует дальнейшего изучения экологических и генетических факторов, формирующих этот исключительный случай быстрой экологической специализации. До сих пор обычные подозреваемые (площадь озера, экологическое и генетическое разнообразие), похоже, не являются триггером адаптивной радиации, как это обычно предполагается. Наоборот, ответ кажется гораздо более сложным и интересным, чем мы могли себе представить. Возможно, высокие требования к производительности, связанные с поеданием чешуи, создают скудный фитнес-ландшафт, доступный только благодаря редким комбинациям аллелей и стабильности окружающей среды?»