Видообразование – продолжительный процесс, выходящий далеко за рамки жизни наблюдателя. При изучении видообразования прибегают к процессуальным реконструкциям. Наиболее подходящими объектами для изучения видообразования являются параллельные ситуации среди близкородственных видов, которые находятся на разных стадиях развития. Изучая и сравнивая такие случаи, можно восстановить процесс видообразования от зарождения до становления новых видов.
Команда исследователей из России (ИПЭЭ РАН, ИБВВ РАН, ЗИН РАН), Германии и Японии исследовала адаптивный признак у рыб – гипертрофированные губы, называемые также резиновыми (rubberlip), на примере африканских усачей. Обычно увеличенные губы у рыб используются для достаточно специфического способа питания – запечатывания трещинок в скалах, углублений между камнями и высасывания спрятавшегося там бентоса. Однако пищевые предпочтения губастых усачей были неизвестны. С применением методов экологии и геномики изучены шесть популяций усачей Labeobarbus (Cyprinidae) из водоемах Восточной Африки (Эфиопия), в которых этот признак возник параллельно.
Применение трофических методов (анализ состава пищевого комка и соотношения стабильных изотопов азота и углерода) показали, что несмотря на одинаково хорошо развитые губы, только в половине популяций они использовались для специализированного способа питания (бентофагия) и разделения трофических ресурсов с генерализованной предковой формой, от которой произошла губастая форма.
генерализованной форм согласно анализу стабильных изотопов d15N и d13C.
Согласно генетическим результатам (анализ мтДНК и геномный анализ) только в одном из шести случаев генетическая дивергенция между симпатрическими губастой и генерализованной формами достигла видового уровня. Таким образом, обнаружен континуум видообразования – от нефункционального полиморфизма через экологически релевантный полиморфизм к дивергентной эволюции (видообразованию).
компонент) на основе 15820 однонуклеотидных полиморфизмов (SNPs). Губастые формы отмечены на
дереве желтым цветом, а в пространстве главных компонент – обведены желтым цветом.
Полученные результаты поддерживают эволюционную гипотезу ‘plasticity-first’, согласно которой сначала возникает фенотипическое новшество, а затем происходит его экологическая функционализация.
Работа опубликована в журнале Ecology and Evolution издательства Wiley -https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ece3.10523
Levin, B., Komarova, A., Simonov, E., Tiunov, A., Levina, M., Golubtsov, A., F. Kondrashov, & Meyer, A. (2023). Speciation and repeated origins of hypertrophied lips in parallel adaptive radiations of cyprinid fish from East Africa.Ecology and Evolution,13(9), e10523.
Исследование поддержано грантом РНФ 19-14-00218.