Howler monkey изучает механизмы формирования новых видов

Как появляются новые виды в природе? Новая работа Марселлы Байз (Marcella Baiz), Лилианы Кортес-Ортис (Liliana Cort?s-Ortiz) и Присциллы Такер (Priscilla Tucker) из Мичиганского университета, посвящённая скрещиванию между двумя видами обезьян-ревунов в Мексике, даёт некоторое представление о силах, управляющих эволюцией новых видов. Колумбийские (Alouatta palliata) и чёрные (A. caraya) ревуны разошлись около трех миллионов лет назад и жили отдельно друг от друга, встретившись вновь лишь около 10 000 лет назад. Было показано, что в зоне контакта эти виды способы скрещиваться. Эволюционные биологи полагают, что давление естественного отбора, действующего против межвидовых гибридов, может усилить барьеры для потока генов между двумя видами, подталкивая их к полной репродуктивной изоляции. Этот процесс называется реинфорсментом (reinforcement), и о том, насколько он возможен в природе, велись споры. Теперь Байз и её коллеги обнаружили следы реинфорсмента, сравнив последовательности ДНК двух видов ревунов.

Новое исследование университета Мичигана по скрещиванию двух видов обезьян-ревунов в Мексике дает представление о силах, которые управляют эволюцией новых видов.

Как появляются новые виды в природе? Одна распространенная, но чрезмерно упрощенная версия этой истории звучит так: популяция животных или растений становится географически изолированной-например, рекой, которая меняет курс, или горным хребтом, который поднимается, например—- и две отдельные группы накапливают генетические различия с течением времени, адаптируясь к своей среде в изоляции.

В конце концов, ДНК двух групп настолько различна, что две популяции считаются отдельными видами. Вуаля, видообразование произошло.

На самом деле этот процесс гораздо сложнее. Хотя географическая изоляция может начать видообразование процесс, эволюционные биологи считают, что другие силы, в том числе различных форм естественного отбора—может помочь, чтобы завершить его.

Новое исследование U-M дает редкие эмпирические данные о том, что многочисленные формы естественного отбора, в том числе спорные, называемые подкреплением, помогают завершить процесс видообразования в "гибридной зоне" естественной обезьяны-ревуна, где два вида сосуществуют и иногда скрещиваются в процессе, называемом гибридизацией.

Исследование запланировано для интернет-издания Dec. 22 в журнале молекулярной экологии. В статье исследователи используют гибридную зону приматов, чтобы определить части генома, которые, вероятно, содержат гены, лежащие в основе видообразования, и проверить сигналы селекционных сил, которые сформировали их.

"Мы наблюдали закономерности в генетических данных, предполагая, что гибридизация играет непосредственную роль в завершении процесс видообразования путем активизации генетических различий между видами", - сказал П-М докторант Марселла Baiz, исследования первого автора. Другие авторы-Лилиана Кортес-Ортис и Присцилла Такер из U-M Департамента экологии и эволюционной биологии.

"Мы нашли сигнал для множественных форм естественного отбора, приводящих к различиям видов, включая усиление, процесс, который был высоко обсужден", - сказал Байс. "Этот результат особенно заметен, потому что эмпирические данные для подкрепления крайне редки, особенно генетические доказательства."

Двух видов в Центре исследования, одетых ревунов обезьян и черных ревунов, разошлись около 3 миллионов лет назад и жили отдельно до сравнительно недавнего времени, когда они вступили в контакт снова—возможно, в течение последних 10 000 лет—в примерно 12-мильный гибридной зоны в юго-восточном мексиканском штате Табаско.

Вид когда-то определялся как группа фактически или потенциально скрещивающих особей, которые воспроизводственно изолированы от других таких групп. Концепция репродуктивной изоляции является ключом к этому определению и означает, что, несмотря на любую гибридизацию, истинные виды сохраняют свою уникальность.

Тем не менее, современный взгляд на то, что вид не требует полной репродуктивной изоляции, и было обнаружено, что гибридизация довольно распространена в природе.

В гибридной зоне обезьян хоулер в Мексике, где Кортес-Ортис и ее коллеги работали около двух десятилетий, анализ образцов ДНК подтвердил, что черные и мантовые ховлер-обезьяны скрещивали и производили гибридное потомство. Тот факт, что гибридизация происходит между двумя группами означает, что репродуктивная изоляция является неполной.

Биологи-эволюционеры считают, что различные естественные селекционные нагрузки могут помочь завершить процесс, укрепляя барьеры для генного потока между двумя группами, подталкивая их к полной репродуктивной изоляции.

И поскольку естественный отбор благоприятствует организмам, которые успешно размножаются, а не тем, которые не размножаются, он предвзят гибриды, которые иногда умирают перед размножением или просто неспособны воспроизводиться.

Естественный отбор пытается заблокировать образование этих" непригодных " гибридов. Один из способов сделать это-постепенно увеличить генетические различия между двумя группами организмов-в этом случае черными и мантовыми обезьянами-ревущими-так, чтобы им было труднее спариваться и производить гибридное потомство.

В то время как работа по предотвращению образования гибридов таким образом, естественный отбор усиливает репродуктивную изоляцию, увеличивая генетические различия. Этот процесс называется подкреплением; хотя идея существует уже более века, эмпирических данных, подтверждающих ее, недостаточно.

Чтобы проверить наличие армирования, Baiz и ее коллеги сравнили ДНК черной и одетых ревунов, живущих Табаско гибридной зоны ДНК черной и одетых ревунов , живущих далеко от гибридной зоны.

Если арматура работает над тем, чтобы сорвать гибридизации и усиления репродуктивной изоляции, тогда генетические различия между двумя видами в гибридной зоне должно быть больше, чем генетические различия между обезьянами из этих двух видов , живущих по обе стороны от гибридной зоны.

И это именно то, что Baiz и ее коллеги нашли, когда они сравнивали генетические маркеры, которые находятся на уровне или вблизи генов, вероятно, связанных с репродуктивной изоляцией.

"Видообразование-это сложный процесс, который может быть вызвано прямой и непрямой механизмы, которые взаимодействуют, чтобы поддерживать и укреплять процесс, и это исследование является одним из немногих природных примеров, что документы эти," Baiz сказал.

В молекулярной экологии документ под названием "множественные формы выбор формы репродуктивной изоляции в приматов гибридной зоны."

Источник: phys.org

Комментарии: