Сотрудники ИПЭЭ РАН провели анализ истории возникновения разнообразия злаковых мух рода Meromyza в Северном полушарии в неогеновый период. В программе BEAST была построена хронограмма на основе участка гена мтДНК CO1 (770 пн) 29 доминирующих видов злаковых мух. На основании молекулярных данных и морфологии полового аппарата самцов выделено 5 кластеров, определено время их образования и распространения.
Показано, что снижение среднегодовых температур в неогеновый период коррелирует с ростом видового разнообразия травяных мух. Время формирования общего гипотетического предка мух Meromyza составляет 13,9 млн лет назад. Значительное похолодание в Евразии в начале миоцена привело к возникновению первой предковой особи рода. Незначительное уменьшение температуры до конца миоцена и в плиоцене привело к возникновению нескольких предковых линий видообразования, давших начало группам видов. Резкое изменение температуры в четвертичном периоде привело к вспышке видообразования от 2,5 млн лет до 400 тыс. лет назад. Раннее возникновение европейских видов, формирующих группу видов «variegata», а затем видов, входящих в группы «nigriventris» и «zachvatkini», подтверждает происхождение первого центра видообразования злаковых мух рода Meromyza в Европе. В это время возникли предковые особи трех голарктических видов этого рода. Тенденция к распространению новых видов в сторону Азии прослеживается по ареалу видов в группе видов «nigriventris» и «zachvatkini». Около 5 млн лет назад снова началось похолодание. Аридизация климата при распространении голарктических видов на восток позволила сформировать новый центр видообразования — азиатские лесостепи. Прохождение видов через Берингов перешеек привело к появлению еще одного центра происхождения — североамериканского. Взаимообмен региональными видами злаковых мух позднее 5 млн лет назад был невозможен из-за исчезновения Берингийского перешейка.
Соответствие половых структур самца и самки одного вида во многом определяет защиту генома вида от проникновения чужеродных генов на начальном этапе спаривания. Соответствие половых структур самца и самки злаковых мух возникает благодаря изменениям формы и размера особых элементов половых структур самца. Виды кластера «variegata», имеют половые структуры среднего размера, у евро-азиатских видов они более мелкие, а виды из групп «salatrix» и «pratorum», распространенные в Азии, имеют более крупные формы.
Современное распространение злаковых мух определяется их экологическими предпочтениями — они встречаются на лесных опушках, лугах и обочинах дорог. Это подтверждает гипотезу о том, что предки мух Meromyza возникли в редколесьях и травянистых рефугиумах лесостепей. Разнообразие злаковых мух в центрах видообразования связано с адаптацией вида к новому растению-хозяину. Видообразование внутри группы видов коррелирует с полифагией и развитием на злаках из разных подтриб видов злаковых мух, близких к предку, и усилением пищевой специализации в процессе образования остальных видов.
Работа опубликована в журнале Biology Bulletin: The Evolution of Holarctic Grass Flies of the Genus Meromyza Mg. (Diptera, Chloropidae) in the Neogene. Safonkin A. F., Triseleva T. A., Yatsuk A. A. Biology Bulletin, 2024, No. 6