Деякі групи живих істот утворюють нові види набагато швидше, ніж інші, але з чим це пов’язано? Питанням зацікавилися автори нової статті, яка присвячена рибам сімейства цихлід з озера Вікторія. Виявилося, що після підйому води в ньому 17 тисяч років тому вони обійшли за різноманітністю всіх конкурентів і змогли дати початок понад 500 новим видам.
Цихліда з озера Вікторія-Oreochromis esculentus / © zoochat.com
Дослідників еволюції давно цікавило, чому одні систематичні групи швидко утворюють нові види, а інші — набагато повільніше. Така різниця може бути дуже великою і явно має генетичні та екологічні основи.
З цим питанням розібралися автори нової публікації для журналу Nature. Вони підшукали прекрасний об’єкт дослідження – величезне озеро Вікторія, розташоване в Східній Африці, на території Танзанії, Кенії та Уганди. Це одне з Великих Африканських озер (поряд з озерами Ньяса і Танганьїка), найбільше на континенті і друге за площею у світі.
Річ у тім, що зовсім недавно (за геологічними мірками) це озеро стало набагато глибше. Підйом води в Вікторії почався приблизно 17 тисяч років тому і швидко привів до появи глибоководдя в до того дрібному озері.
Така перебудова екосистеми озера спровокувала появу безлічі нових екологічних ніш, оскільки у водоймі різко зросла різноманітність умов середовища. А вакантні ніші – це головна передумова для швидкої появи нових видів, які їх займають.
Зростання площі і глибини озера Вікторія обернувся справжнім тріумфом цихлід, однієї з груп променеперих риб, близької окунеподібним, а точніше — гаплохромінових цихлід. До збільшення глибини африканського озера в ньому мешкали й інші риби — сомоподібні, родичі коропів або тилапії, — але тільки ця група цихлід зуміла утворити стільки видів, що її можна вважати рекордсменом серед хребетних. За оцінками авторів дослідження, у Вікторії виникло понад 500 видів гаплохромінових цихлід за 17 тисяч років — в середньому один новий вид за 34 роки.
Щоб це з’ясувати, дослідники вивчили безліч скам’янілостей різного віку з дна озера. Риб різних систематичних груп розпізнали за характерною формою зубів, а їх час життя визначили методом вуглецевого датування. Це дозволило реконструювати еволюцію риб в озері протягом багатьох тисячоліть.
Заведено вважати, що нові екологічні ніші освоюють ті організми, які першими опиняться в потрібному місці і в потрібний час. Однак цихліди озера Вікторія це скоріше спростовують, адже вони опинилися на «стартовій лінії» змагання одночасно з іншими рибами, своїми конкурентами.
Отже, важливе значення мали також генетичні та інші особливості самих цихлід. Автори виділили три риси, які могли сприяти рекордно швидкому видоутворенню.
По-перше, це інтенсивний статевий відбір, тобто вибагливий вибір партнера для спарювання. Він працює як своєрідний “каталізатор” еволюції, який підсилює репродуктивну ізоляцію і прискорює пристосування до нових екологічних нішах.
По-друге, гаплохромінові цихліди володіють такими щелепами, які можуть швидко змінюватися в ході еволюції і перебудовуватися під нові типи їжі. Не дивно, що вони допомогли рибам перейти на новий корм швидше, ніж конкуренти.
Нарешті, представники гаплохромінових цихлід здатні схрещуватися з іншими видами. Це призводить до міжвидових гібридів, які часто є більш життєздатними, а також до перенесення генетичного матеріалу з однієї групи риб на іншу.
Автори дослідження підкреслили, що жодну з цих рис не можна назвати властивою тільки гаплохроміновим цихлідам і відсутньою в інших риб. В їх “екологічному завоюванні” африканського озера вирішальну роль зіграло те, що цихліди вдало поєднують в собі всі ці ознаки.