«Топлива для эволюции» больше, чем

Фото: Пятнистые гиены хорошо приспосабливаются к изменениям окружающей среды. Здесь клан гиен в районе кратера Нгоронгоро (Танзания) быстро объявил сломанный цилиндр своим новым любимым местом отдыха.
Мнение более

Кредит: Фото: Оливер Хонер

Дарвиновская эволюция — это процесс, посредством которого естественный отбор способствует генетическим изменениям признаков, которые способствуют выживанию и размножению особей. Как быстро происходит эволюция, критически зависит от обилия ее «топлива»: насколько велика генетическая изменчивость в способности выживать и размножаться. Новое исследование, проведенное международной исследовательской группой в партнерстве с Лейбницским зоопарком и Институтом исследования дикой природы (Leibniz-IZW), обнаружило, что сырье для эволюции содержится в диких животных в большем количестве, чем считалось ранее. Результаты были опубликованы в журнале Science.

Дарвин считал, что процесс эволюции — это нечто медленное, видимое только через геологические века. Однако с тех пор исследователи обнаружили множество примеров эволюции, произошедшей всего за несколько лет. Одним из примеров является британская популяция пятнистого мотылька, численность которого резко изменилась всего за несколько десятилетий в результате эволюции путем естественного отбора в пользу разных форм в зависимости от уровня загрязнения воздуха. Однако неясно, как быстро животные с большей продолжительностью жизни, такие как птицы и млекопитающие, могут развиваться и адаптироваться к изменениям окружающей среды.

Под руководством доктора Тимоти Боне из Австралийского национального университета группа из 40 исследователей из 27 учреждений рассмотрела этот вопрос и измерила, сколько «топлива эволюции» обычно содержится в диких популяциях птиц и млекопитающих. Ответ: Многие группы птиц и млекопитающих могут эволюционировать с поразительной скоростью — количество генетических вариаций в способности к выживанию и размножению в два-четыре раза больше, чем считалось ранее.

Одна из причин, по которой предыдущие исследования недооценивали эволюционную способность видов, заключается в том, что предыдущая работа не полностью учитывала особей, которые никогда не производили потомства. Для этого требуется разработка новых статистических методов, а также тщательный отбор данных, используемых в исследовании. Только популяции диких животных были изучены очень тщательно и в течение многих лет могут быть квалифицированы для выполнения этой задачи. «Чтобы провести это исследование, нам нужно было знать, когда каждый человек родился, с кем он спарился, когда у него были дети и когда он умер», — сказал Бонне. Несмотря на эту трудность, им удалось объединить 2,6 миллиона часов сбора полевых данных и генетического анализа в течение десятилетий по 19 группам 15 видов со всего мира.

“Это была замечательная командная работа, которая стала возможной, потому что исследователи со всего мира были счастливы поделиться своими данными в тесном сотрудничестве. Это также демонстрирует ценность долгосрочных исследований с подробным наблюдением за историями жизни животных, которые помогают нам понять процесс эволюции в дикой природе», — сказал профессор Лоеске Круук, тоже из ANU (а теперь и из Эдинбургского университета, Великобритания).

Одной из популяций, включенных в исследование, является пятнистая гиена в кратере Нгоронгоро в Танзании. Ученые Leibniz-IZW изучали эту группу более 26 лет и составили генетические линии, охватывающие более 2000 особей в восьми поколениях. Другие популяции включали великолепных сказочных птиц из Австралии, поющих воробьев из Канады и благородных оленей из Шотландии.

Если новое исследование обнаружит больше «топлива для эволюции», чем ожидалось, оно также выявит заметные различия между видами. Оказывается, у пятнистых гиен самое большое «топливо» из всех 15 изученных видов. Это стало неожиданностью для команды Leibniz-IZW. Пятнистые гиены могут жить во всех типах местообитаний и являются самым распространенным хищным животным в Африке. Это указывает на то, что они могут хорошо адаптироваться к новым условиям, но мы не ожидали, что они будут одними из наиболее приспособленных видов», — сказал доктор Оливер Хонер из Leibniz-IZW и соавтор исследования.

Помимо сбора огромного количества данных за десятилетия и разработки новых методов, команде пришлось преодолеть дополнительную проблему. У высокосоциальных видов, таких как пятнистая гиена, изменения черт, влияющих на выживание и размножение особи, могут быть вызваны не только генетической наследственностью, но и социальными процессами, такими как социальное обучение. Метод, используемый для оценки количества «топлива эволюции», не может учитывать специфику каждой популяции. Поэтому команде пришлось найти способ проверить потенциальные предубеждения, вызванные социальным наследованием. Для этого д-р Александр Курто и финансируемый DFG постдок д-р Лиам Бейли из Leibniz-IZW разработали компьютерную симуляцию, которая представляла группу теоретических гиен, у которых наследование является только социальным, и сравнили предполагаемое количество «эволюционного топлива» для этих гипотетических гиен к реальным популяциям. «Это дополнительное тестирование не изменило результатов, предполагая, что популяции гиен действительно могут иметь относительно большое количество «эволюционного топлива», встроенного в их генофонд», — сказал Кортеол.

По словам исследователей, их выводы имеют значение для прогнозов адаптации видов к изменению окружающей среды. «Это исследование показало нам, что нельзя исключать эволюцию как процесс, который позволяет видам выживать в ответ на быстрые изменения окружающей среды», — сказал доктор Боннет. “Поскольку среда обитания многих видов меняется с возрастающей скоростью, нет абсолютно никакой гарантии, что эти популяции смогут не отставать. Но мы можем сказать, что эволюция является более важной движущей силой, чем считалось ранее, в способности популяций адаптироваться к изменениям окружающей среды, которые мы наблюдаем. В настоящее время».


Отказ от ответственности: AAAS и EurekAlert! не несет ответственности за точность информационных бюллетеней, отправляемых на EurekAlert! Через содействующие учреждения или для использования любой информации через систему EurekAlert.

Leave a Comment