Исследование факультета биологии и Научно-исследовательского института биоразнообразия Университета Барселоны (IRBio-UB) проанализировало, как виды водных макробеспозвоночных, такие как жуки, комары и стрекозы, эволюционировали и диверсифицировались с момента их появления. Анализируя экологические особенности около 6 600 европейских видов, исследователи реконструировали занимаемое ими функциональное пространство.
В то же время они использовали секвенирование ДНК, чтобы восстановить древо жизни водных макробеспозвоночных - эволюционную и филогенетическую связь между видами - чтобы оценить, когда они впервые появились и какова их эволюция. Результаты подтверждают правильность предыдущих исследований, которые предполагали, что количество видов каждой линии не зависит от времени эволюции. В этом исследовании делается вывод о том, что самые старые линии имеют большее функциональное разнообразие - они могут делать больше вещей и жить в большем количестве мест обитания - чем более молодые, функциональное разнообразие которых обусловлено старейшими линиями, которые ранее колонизировали эту среду обитания.
Новое исследование было выбрано статьей месяца (июль) в журнале Ecography. Его первым автором является эколог Сеск Мурриа (IRBio-UB), а руководит им профессор Нурия Бонада (IRBio-UB), руководитель исследовательской группы пресноводной экологии, гидрологии и управления (FEHM) UB. Другими экспертами-участниками являются Анна Пападопулу (Биологическая станция Доньяна, CSIC), Сильвен Доледек (Лионский университет, Франция) и Альфред Фоглер (Музей естественной истории - Имперский колледж Лондона, Соединенное Королевство).
Возраст происхождения и функционального разнообразия
Макроэкология - это область экологии, изучающая глобальные закономерности биоразнообразия, такие как уменьшение богатства видов от тропических районов до полюсов или то, как это разнообразие сокращается по мере подъема гор. В этом исследовании исследователи проанализировали древо жизни европейских водных макробеспозвоночных, чтобы определить время, когда эти водные экосистемы колонизировались из наземных или морских предков. Например, хорошо известно, что такие линии, как стрекозы, колонизировали континентальные пресные воды раньше других, таких как жуки или комары. Следующим шагом было связать возраст происхождения с функциональным разнообразием, которое они имеют в настоящее время. «Чтобы понять глобальные закономерности биоразнообразия и процессы, которые его создали, важно знать, что эти виды делают - дышат, едят, размножаются - и где они живут - высота над уровнем моря, рН, температура, количество кислорода и органических веществ среды обитания., известное как функциональное разнообразие», - говорит Сеск Мурриа, член Департамента эволюционной биологии, экологии и наук об окружающей среде и FEHM.
Самые молодые родословные находятся в менее используемых местах
Чтобы связать эволюционный возраст и функциональное разнообразие, исследователи собрали экологические данные примерно по 6 600 видам водных макробеспозвоночных, опубликованные в предыдущих исследованиях. Результаты подтверждают гипотезу, согласно которой самые старые линии будут иметь большее функциональное разнообразие, чем молодые, но также показывают, как происходит эта эволюция. «Наши результаты показывают, что молодые линии имеют функциональное пространство, которое раньше не использовалось другими линиями, например, соленая среда, где мы не можем найти старые линии. Это разнообразие произойдет из-за того, что старые линии колонизируют континентальные воды без конкурентов, ограничивающих функциональное пространство. Следовательно, по мере того, как другие линии появлялись и занимали функциональное пространство, новые эволюционировали, чтобы использовать экологические пространства, которые не использовались ранее, и они должны были делать меньше вещей и жить в определенных средах обитания», - говорит Сеск Мурриа.
Новаторские исследования в области эволюционных исследований
Это исследование является одним из первых в области эволюции, которое определяет, как линии в новой среде обитания могут обусловливать функциональное разнообразие линий, которые позже колонизируют среду обитания.«Мы предлагаем новую перспективу для эволюционных исследований, которые должны учитывать экологию видов, а не только количество видов в разных линиях. Хотя это кажется чем-то очевидным, поскольку происхождение видов зависит от того, что делают виды, эта экологическая и Эволюционный взгляд редко встречается в исследованиях, которые анализируют закономерности разнообразия в большом временном и пространственном масштабе. Это участие идет дальше, чем изучение водных организмов, и его можно применять ко всей биоте», - добавляет Сеск Мурриа.
«Новое исследование - это шаг вперед к лучшему пониманию эволюционной и экологической истории рек, поскольку в нем сочетаются три области исследований, над которыми работали по отдельности: филогенез, функциональная экология и эволюция», - заключают исследователи. исследователи.