Тяжело быть неудачником: скажем, болельщиком «Янкиз» в комнате, полной фанатов «Ред Сокс», или вегетарианцем на барбекю. Биологи-эволюционисты уже давно предполагают, что в природе все работает примерно так же. Животные, которые блуждают в чужой среде в окружении лучше приспособленных местных жителей, будут бороться. Но группа исследователей из Техасского университета в Остине с удивлением обнаружила, что иногда неудачники могут процветать среди своих гораздо более многочисленных местных кузенов.
«Сто лет эволюционной теории построено вокруг идеи о том, что иммигранты из одной популяции, попавшие в другую популяцию того же вида, не преуспевают», - говорит Дэниел Болник, профессор интегративной биологии и главный исследователь. об исследовании, опубликованном сегодня в журнале Nature.«Такие иммигранты обычно редки, и мы обнаружили, что иногда их редкость обеспечивает конкурентное преимущество».
Больник и его команда изучали маленькую рыбку под названием трехиглая колюшка, которая обитает в озерах и ручьях Ванкувера, Британская Колумбия. Они изучили две популяции одного и того же вида: одна группа обитает в озере, а другая - в соседнем ручье.
Эволюционная теория предполагает, что если взять рыбу, адаптированную к озерной среде, и поместить ее в ручей, это поставит ее в невыгодное положение по сравнению с местными жителями. В беспощадном мире естественного отбора чужаки часто плохо адаптируются к новой среде, и у них меньше шансов выжить или передать свои гены. В случае с колюшкой это связано с тем, что адаптированные к озеру рыбы обладают физическими чертами, отличными от их кузенов, адаптированных к реке, такими как общий размер, иммунные характеристики, форма тела и защита от хищников, что позволяет им лучше жить дома, но не обязательно в других средах.
Тем не менее, когда исследователи провели серию экспериментов, помещая различное количество рыб из одной среды обитания в другую среду обитания с местными рыбами, они обнаружили, что трансплантаты оказались на удивление хорошими. Наблюдая за рыбой в подводных садках с течением времени, исследователи заметили, что выживание в меньшей степени связано с тем, откуда была рыба, а в большей степени с тем, являются ли они обычным или редким типом в своей клетке. В любом месте обитания, когда речные рыбы были в меньшинстве, они выживали лучше, чем, например, когда они были в большинстве.
Ученые обнаружили, что иммигранты могут оставаться незамеченными перед лицом некоторых угроз, что помогло им справиться с трудностями.
«Вы приходите и едите то, что никто из окружающих вас не ест, так что вы не конкурируете за еду», - говорит Болник. «Местные паразиты не знают, что с вами делать, потому что у вас незнакомая иммунная система. Так что вам лучше, чем жителям».
Больник отмечает, что меньшая адаптация к окружающей среде также имеет некоторые негативные последствия для иммигрантов, как и предсказывает теория, но их исследование показывает, что в некоторых случаях преимущества редкости могут перевешивать недостатки пребывания в незнакомой среде.
«Мы обнаружили, что новички в популяции передают свои гены чаще, чем жители, и они вносят больший вклад в следующее поколение», - говорит Болник..
Команда обнаружила, что этот эффект дает мигрантам огромное влияние на генетику их приемного населения. Это замедляет скорость эволюционного расхождения - скорость, с которой каждая из двух популяций может приобретать новые черты, делающие ее еще более отличающейся от другой.
Больник говорит, что эта работа может иметь значение для защиты и восстановления исчезающих видов. Например, коралловые рифы во всем мире находятся в упадке, но попытки пересадить кораллы из одного места в другое для восстановления рифов до сих пор имели лишь ограниченный успех.
«Мой совет всем, кто занимается реставрацией, заключается в том, что они не должны просто учитывать, насколько иммигранты подходят для местной среды обитания», - отмечает Болник. «Они также должны учитывать, как редкость иммигрантов влияет на их выживание и воспроизводство».
В отдельной статье, опубликованной 22 мая в журнале Nature Ecology & Evolution, Болник и его коллеги сделали выводы, которые также применимы к восстановлению видов. Они обнаружили, что колюшка лучше адаптируется к окружающей среде, чем считалось ранее. Таким образом, даже рыба из двух похожих ручьев может иметь разные черты. Это потому, что нет двух одинаковых потоков. Существуют тонкие различия в глубине воды, скорости течения, источниках пищи и наличии патогенов и хищников.
«То, что на первый взгляд потоки похожи на нас, не означает, что они взаимозаменяемы», - говорит Болник. «Каждый ручей экологически уникален. Поэтому адаптации популяции каждого ручья должны быть столь же уникальными».