03.02.2012

Эволюционный эксперимент позволил увидеть естественный отбор в действии

Учёные сумели поставить эксперимент, в котором столкнули две мощные эволюционные силы — естественный отбор и эффект основателя.

Когда животные или растения расселяются по новым территориям, часть особей уходит из родной популяции и основывает собственную. Понятно, что первопроходцы не могут взять с собой всё генетическое разнообразие исходной популяции: они несут только те гены, которые есть у них. Поэтому новая маленькая популяция должна пережить обеднение генофонда: изменчивость в ней падает, и все особи стремятся к каким-то одним параметрам, заданным основателями. Этот эволюционно-генетический эффект так и называется — эффект основателя. Ему противостоит естественный отбор: чтобы выжить в новых условиях, популяция должна действовать методом проб и ошибок, то есть у неё под рукой должно быть много вариантов, из которых какой-нибудь да пригодится. То есть генетическое разнообразие должно быть большим.

Естественно, никто в явном виде этого не наблюдал. Ученые обнаруживали новые популяции каких-то видов, отличающиеся друг от друга, и начинали теоретизировать, является нынешний облик животных следствием естественного отбора или же следствием случайного эффекта основателя. Исследователи из Университета Род-Айленда (США) решили определить взаимовлияние этих факторов, основываясь на эволюционном эксперименте. Они поселили несколько пар ящериц анолисов на ряде островов Багамского архипелага, где до сих пор этих ящериц не было. Условия благоприятствовали экспериментаторам: исходная популяция жила в лесистой местности, тогда как на других островах поблизости от «экспериментального» те же ящерицы обитали на более открытых кустарниковых пространствах. У лесных ящериц более длинные задние ноги, с помощью которых они лучше пролезают сквозь тонкие ветви и листья. У кустарниковых анолисов задние ноги короче, ими удобно балансировать, путешествуя по толстым открытым стволам и камням.

Ящериц расселили в 2005-м, и уже через год учёные видели явные признаки эффекта основателя: генетическое разнообразие ящериц на каждом из семи заселённых островов резко упало, и все популяции демонстрировали заметный разброс в длине задних ног. Эффект основателя не обращает внимания на условия среды: преимущество получил тот вариант признака, который по чистой случайности оказался у первых «колонизаторов». Поэтому все популяции стали отличаться как друг от друга, так и от материнской. Следующие несколько лет прошли под знаком естественного отбора, который заставил ящериц укоротить задние конечности: животные начали приспосабливаться к условиям среды. Однако следы первоначального эффекта основателя сохранялись: те из ящериц, у которых после расселения оказались самые длинные ноги, оставались в этом смысле чемпионами и далее, хотя длина задних конечностей и уменьшалась.

Результаты исследований учёные представили в журнале Science.

Итак, уникальный в своём роде эксперимент позволил увидеть взаимовлияние двух важных эволюционных факторов. Хотя нельзя не признать, что с условиями его проведения авторам во многом просто повезло. Ну и в качестве побочного результата исследователи отмечают то, насколько хорошо прижились расселённые ящерицы: за первые два года на чужбине популяции анолисов выросли в 13 раз. Острова, использовавшиеся для эксперимента, испытали удар мощного урагана, после которого оттуда исчезли многие виды, в том числе и анолисы. Возможно, результаты исследования пригодятся в расселении в естественной среде редких и исчезающих видов, которых разводят в неволе.

Кирилл Стасевич

Источники:

1. КОМПЬЮЛЕНТА