Биологи установили: три вида байкальских рачков-бокоплавов из группы Eulimnogammarus verrucosus, эволюционировавшие миллионы лет в изоляции, полностью утратили способность к производству жизнеспособного потомства. Лабораторные эксперименты показали, что даже при спаривании особей разных видов эмбрионы гибнут на начальных стадиях развития. Открытие дает ценное понимание механизмов видообразования в природе. Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (РНФ), а итоги опубликованы в журнале Diversity.
Уникальный мир байкальских эндемиков
В водах Байкала обитает свыше 300 уникальных видов рачков-бокоплавов. Многие из них относятся к криптическим видам-двойникам — внешне идентичным, но генетически разнородным. Такие виды утрачивают возможность скрещиваться, что называется репродуктивной изоляцией. Примечательно, что некоторые генетически обособленные виды до сих пор классифицируются под единым названием.
Прорывные открытия исследователей ИГУ
Ранее специалисты НИИ биологии Иркутского государственного университета (ИГУ) доказали, что вид Eulimnogammarus verrucosus — комплекс минимум трех самостоятельных видов. Попытка скрестить рачков с разных берегов Ангары привела к появлению нежизнеспособного потомства, подтвердив репродуктивную изоляцию этих ракообразных, чей общий предок существовал миллионы лет назад.
Практическая ценность исследований
«Поиск и анализ видов-двойников имеет огромную практическую значимость, — подчеркивает Максим Тимофеев, д.б.н., директор НИИ биологии ИГУ, участник проекта РНФ. — Генетические расхождения — лишь видимая часть изменений. Параллельно виды приобретают важные адаптивные отличия, в том числе разную устойчивость к негативным факторам среды».
Новые горизонты экспериментов
В расширенном исследовании ученые провели комплексные скрещивания трех видов Eulimnogammarus verrucosus, выявив интересные поведенческие нюансы. При возможности выбора рачки неизменно предпочитали партнеров своего вида. В условиях ограниченного выбора они пытались спариваться с особями других видов, но оплодотворение завершалось остановкой развития эмбриона при активации собственного генома личинки.
Агрессия как фактор эволюции
Иногда неудачные спаривания сопровождались исчезновением мелких особей из аквариумов, что позволяет предположить межвидовую агрессию. Подобное поведение способствует поддержанию репродуктивной изоляции, окончательно закрепившей различия, накопленные рачками за миллионы лет самостоятельного развития.
Перспективные направления науки
«Наши данные помогут прогнозировать эволюционные сценарии для редких видов, изучение которых затруднено, — делится планами Полина Дроздова, к.б.н., руководитель проекта РНФ, ведущий научный сотрудник НИИ биологии ИГУ. — Дальнейшая работа будет посвящена определению генетического порога возникновения репродуктивной изоляции у видов с промежуточным уровнем различий».
Источник: indicator.ru
