30-летнее исследование небольшой популяции морских улиток показывает, как эволюция может довольно быстро адаптироваться к изменениям окружающей среды.
Эволюция часто рассматривается как медленная работа тысячелетий за тысячелетием, тонко изменяющая геномы, поскольку виды медленно адаптируются к изменениям окружающей среды или давлению поколение за поколением. Это делает эволюционное исследование особенно сложным, поскольку нелегко заметить изменения — или даже предсказать будущие мутации — в большинстве популяций животных. Но иногда условия для изучения эволюции в действии как раз подходят.
Возьмем, к примеру, вид морской улитки, известный как Littorina saxatilis. Эта улитка хорошо известна тем, что является особенно сложным для идентификации видом — не потому, что ее трудно найти, а потому, что ее можно найти во множестве форм, размеров и цветов. Фактически, ее назвали «самым неправильно идентифицированным существом в мире», поскольку ее ошибочно идентифицировали как «новый вид» более 113 раз с момента ее первого описания в 1792 году.
Однако именно из-за способности этого вида быстро адаптироваться к своей уникальной морской среде шведский морской эколог Керстин Йоханнессон почувствовала возможность в начале 1990-х годов. Когда в 1988 году токсичное цветение водорослей уничтожило острова и шхеры (небольшие скалистые острова) у западного побережья Швеции, Йоханнессон решила использовать реинтродукцию улиток как возможность изучить эволюцию в реальном времени. Среди всего вида L. saxatilis существует два особых экотипа — генетически различные организмы в пределах одного вида — известные как крабовые и волновые экотипы, различия между которыми как во внешнем виде, так и в поведении особенно поразительны. В то время как улитки волновые населяют шхеры вдоль этого участка береговой линии, и крабовые, и влноовые улитки занимают близлежащий берег.
Итак, когда Йоханнессон реинтродуцировала вид в этот район, она специально поместила особей крабового экотипа на шхеру и начала 30-летний эксперимент, чтобы посмотреть, как популяция адаптируется к новой среде.
«Наши коллеги увидели доказательства адаптации улиток уже в течение первого десятилетия эксперимента», — сказал в пресс-релизе Диего Гарсия Кастильо, аспирант Института науки и технологий Австрии и соавтор исследования. «За 30 лет эксперимента мы смогли надежно предсказать, как будут выглядеть улитки и какие генетические регионы будут задействованы. Трансформация была и быстрой, и драматичной».
Изменения в популяции улиток стали очевидны уже через несколько поколений из-за явления, известного как «фенотипическая пластичность», которое позволило крабовому экотипу быстро изменить свою форму и адаптироваться к новой среде. Однако «быстрая и драматическая» трансформация экотипа также была генетической и частично поддерживалась разнообразным генофондом L. saxatilis.
Поскольку улитки в недавнем прошлом испытывали схожие условия, гены с низкой распространенностью по сути ждали повторного возникновения определенных условий. Как только улитки оказывались в этой знакомой среде, они получали доступ к этой генетической информации, что в свою очередь подпитывало быструю эволюцию. Ученые знали, что высокая генетическая изменчивость делает вид особенно подходящим для адаптации к меняющемуся климату , но мало исследований было проведено в режиме реального времени в дикой природе.
Это исследование прекрасно демонстрирует, почему усилия по защите широкого спектра мест обитания жизненно важны — чтобы виды могли поддерживать свою генетическую изменчивость. Прямо сейчас процветающая 30-летняя популяция из 1000 улиток крабового экотипа у западного побережья Швеции является ярким примером того, что возможно, если мы действительно защитим эти чудесные природные пространства.
Оригинал статьи можно прочитать здесь.
Больше информации о самых интересных научных открытиях и удивительных исторических фактах читайте на нашем сайте «Совятня».
Интересные новости, советы по здоровью, ответы на популярные вопросы и цитаты великих ученых ищите в Telegram.
Фото: Frepik
