Не все виды могут пройти один и тот же путь к существованию, по крайней мере, согласно новым открытиям, проведенным Колорадским университетом в Боулдере и его сотрудниками.
Это новое исследование, опубликованное в настоящее время в журнале Science, посвящено недавно обнаруженной, находящейся под угрозой исчезновения певчей птице, обитающей только в Южной Америке, - ибера-сеедоеду - и обнаружило, что эта птица прошла очень редкий эволюционный путь, чтобы появиться на быстрее, чем подавляющее большинство видов.
Сравнивая эту птицу с близкородственным соседом (рыжебрюхим семядом) из той же группы (южные семоеды-капуцины), исследователи определили, что генетическая перетасовка существующих вариаций, а не новые случайные мутации, привела к этому. виды в существование - и их собственное поведение держит их друг от друга.
Этот вид является одним из двух известных в мире примеров, которые прошли этот путь, бросая вызов типичным предположениям о том, как формируются новые виды.
«Одним из аспектов этой статьи, которая делает ее такой интересной, является то, что мы смогли ответить на вопрос о том, как формировались иберские змееды, с разных точек зрения», - сказала Шила Турбек, аспирант кафедры экологии и эволюции. биологии (EBIO) в Университете Колорадо в Боулдере и ведущий автор исследования.
Мы не только собрали на местах данные о том, кто спаривался друг с другом, и о личности их потомства, но также создали геномные данные, чтобы изучить, насколько эти два вида похожи на генетическом уровне. Мы затем уменьшил масштаб, чтобы посмотреть, какое место Iberá Seedeater занимает в контексте более широкой группы капуцинов».
"Многие исследования будут посвящены одному из этих аспектов или вопросов, но не объединят все эти различные фрагменты информации в одно исследование."
Южные сидоеды-капуцины - это группа недавно эволюционировавших певчих птиц, обитающих по всей Южной Америке, которая быстро разветвляется, причем многие из ее видов находятся на ранних стадиях эволюции. Это семейство известно прежде всего резкими различиями с самцами в плане песен и окраски оперения, в то время как самки практически неразличимы даже для самых знакомых исследователей.
Иберский сеоед, самый последний представитель этого семейства, был впервые обнаружен в отдаленных заболоченных лугах Национального парка Ибера на севере Аргентины соавторами исследования Адрианом С. Ди Джакомо и Сесилией Копучян из Centro de Ecología. Aplicada del Litoral, Аргентина, в 2001 г., а затем описана в научной литературе в 2016 г.
В этом национальном парке, тем не менее, есть шесть других близкородственных видов капуцинов, в том числе рыжебрюхий селедояд, которые размножаются рядом друг с другом. Эти виды, несмотря на то, что обитают в одной среде и питаются одной и той же пищей, редко скрещиваются между собой.
Итак, исследователи задались вопросом, почему и как вообще появился Иберский Сеоед.
Они исследовали эти вопросы двумя способами: во-первых, они рассмотрели, как мог образоваться этот новый вид, изучив, чем его ДНК отличается от ДНК желтобрюхого селедца, и, во-вторых, изучили, какие механизмы могут быть предотвращение скрещивания с другими видами, обитающими в парке.
Для этого Турбек ездил в Аргентину на сезон размножения на три года, оставаясь по два с половиной-три месяца, разыскивая и наблюдая за гнездами, собирая образцы крови взрослых особей и птенцов, а затем, в последний год провел поведенческий эксперимент, чтобы увидеть, играет ли роль оперение или песня с точки зрения распознавания видов.
"Полевые работы, связанные со сбором данных о спаривании и поведении, чрезвычайно сложны, поэтому такие наборы данных редко существуют. Это исследование и публикация являются свидетельством мастерства и тяжелой работы Шилы в этой области", сказал Скотт Тейлор, доцент кафедры EBIO в Университете Колорадо в Боулдере, автор статьи и советник Турбека.
Они обнаружили, что эти две птицы тесно связаны генетически, их можно различить только по генам, участвующим в окраске оперения. Кроме того, они обнаружили, что самцы наиболее агрессивно реагировали на песни и вариации оперения, характерные для их собственного вида.
Все это означает, что виды могут очень хорошо размножаться и скрещиваться - они просто предпочитают этого не делать, тем самым усиливая свои собственные репродуктивные барьеры.
На более широком уровне, однако, сравнивая Iberá Seedeater с другими видами капуцинов, исследователи обнаружили, что у Iberá Seedeater общие геномные варианты с другими капуцинами в этих регионах, но эти варианты были перетасованы, чтобы сформировать уникальную комбинацию., который, как утверждают исследователи, может быть эволюционным сокращением, которое, скорее всего, лежит в основе большей части разнообразия среди различных подвидов этого семейства.
«Это действительно красивая история о процессе, который мы никогда раньше не видели таким образом», - говорит соавтор Ирби Ловетт, директор Фуллеровской программы эволюционной биологии в Корнельской лаборатории орнитологии.
Классическая и наиболее распространенная эволюционная модель для новых видов - это накопление генетических мутаций, когда эти виды разделены географическим барьером на протяжении, возможно, миллионов лет. Но здесь мы обнаружили, что генетическая перетасовка может происходить быстро и без географического изоляция. Это почти как «мгновенное видообразование».
Леонардо Кампанья, научный сотрудник Корнеллской лаборатории орнитологии и главный автор статьи, соглашается:
"Это ярчайший пример у птиц того, как перетасовка генетической изменчивости может привести к появлению совершенно нового вида."
Единственным другим организмом, в котором был замечен этот тип эволюции, по словам Турбека, является группа рыб, обитающая в Африке, называемая цихлидами озера Виктория.
«Интересно наблюдать, как этот механизм работает в таких вещах, как птицы», - прокомментировал Турбек.
Хотя это исследование частично сосредоточено на роли мужского поведения, исследователи очень заинтересованы в том, чтобы сделать еще один шаг вперед, изучая роль, которую выбор самки может также играть в репродукции.
«Есть еще много вопросов, которые нам нужно решить», - сказал Турбек.