Иркутские биологи рассказали трагичную эволюционную историю эулимногаммаруса бородавчатого
В Байкале обитает более 300 видов рачков-бокоплавов. При этом некоторые из них представляют собой виды-двойники — внешне они никак между собой не отличаются, но генетически оказываются разными.
Группа биологов под руководством ведущего научного сотрудника НИИ биологии Иркутского государственного университета Полины Дроздовой обнаружила, что три таких эндемичных для Байкала вида-двойника, объединяемых в группу Eulimnogammarus verrucosus (эулимногаммарус бородавчатый), из-за долгой репродуктивной изоляции, то есть отсутствия непосредственных контактов между представителями видов, утратили способность давать плодовитое потомство.
Последний общий предок эулимногаммарусов, обитающих на мелководье в прибрежных района озера, жил миллионы лет назад. С тех пор рачков разделила вытекающая из Байкала река Ангара, которая стала непреодолимой преградой для контактов мелких ракообразных, обитающих с разных сторон от ее истока, и эволюция этих родственных видов происходила раздельно. За миллионы лет у разделенных видов накопились генетические отличия, связанные с адаптацией к окружающей среде.
Когда исследователи, статья которых опубликована в журнале Diversity, попытались скрестить особей двух видов эулимногаммарусов, обитающих по разные стороны от истока Ангары, потомство оказалось нежизнеспособным, образовавшиеся зародыши погибали на ранних этапах развития.
Новые лабораторные эксперименты по скрещиванию трех видов эулимногаммарусов позволили ученым более подробно наблюдать, как ведут себя рачки близких видов при встрече друг с другом в период размножения.
Оказалось, что при наличии выбора эти беспозвоночные в абсолютном большинстве случаев предпочитают представителей собственного вида. Если же выбора не предоставить, то рачки довольствуются тем, что есть, и пытаются спариться с генетически не подходящими партнерами.
При этом, если оплодотворение в таких гибридных скрещиваниях и происходило, то развитие зародышей останавливалось на стадии, когда в работу должен включаться собственный геном детеныша. Таким образом, за несколько миллионов лет независимой эволюции виды бородавчатых эулимногаммарусов накопили различия, больше не позволяющие им скрещиваться, делают вывод исследователи.
Ученые также обратили внимание на то, что, если спаривания не произошло, то в некоторых случаях более мелкие рачки исчезали из аквариумов. Это может свидетельствовать об агрессии между представителями близких видов. Такое взаимное неприятие может быть одним из факторов, поддерживающих процесс разделения вида, отмечают ученые.
«Полученные нами данные можно будет использовать, чтобы предсказывать репродуктивное поведение и эволюцию более редких видов, с которыми очень сложно провести эксперименты в лаборатории».
Полина Дроздова
ведущий научный сотрудник НИИ биологии Иркутского государственного университета
В дальнейшем иркутские биологи планируют перейти к экспериментам с видами с промежуточным генетическим разнообразием, чтобы определить порог, при превышении которого возникает репродуктивная изоляция.
Это вообще крайне интересная тема — как животные определяют, с кем спариваться, если у них нет языка и социализации в нашем понимании?