Одні 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 більш ніж 500 новим видам.
Дослідників еволюції давно цікавило, чому одні систематичні групи швидко утворюють нові види, а інші – набагато повільніше. Така різниця може бути дуже великою і вочевидь 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 глибшим. Підйом води у Вікторії почався приблизно 17 тисяч років тому і швидко призвів 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 та глибини озера Вікторія обернулося справжнім тріумфом цихлід, однієї з груп променеперих риб, близької до окунеподібних, а точніше – гаплохромінових цихлід. До збільшення глибини африканського озера в ньому мешкали й інші риби – сомоподібні, родичі коропів або тілапії, – 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 – у середньому один новий вид за 34 роки.
Підйом рівня води в озері Вікторія та групи риб у ньому / © nature.com
Щоб це з’ясувати, дослідники вивчили безліч скам’янілостей різного віку з дна озера. Риб різних систематичних груп розпізнали за характерною формою зубів, а їхній час життя визначили методом вуглецевого датування. Це дало змогу реконструювати еволюцію риб в озері протягом багатьох тисячоліть.
Прийнято вважати, що нові екологічні ніші освоюють ті організми, які першими опиняться в потрібному місці та в потрібний час. Однак цихліди озера Вікторія це швидше 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, що посилює репродуктивну ізоляцію та прискорює пристосування до нових екологічних ніш.
По-друге, гаплохромінові цихліди мають такі щелепи, які можуть швидко змінюватися під час еволюції і перебудовуватися під нові типи їжі. Не дивно, що вони допомогли рибам переключитися на новий корм швидше, ніж конкуренти.
Нарешті, представники гаплохромінових цихлід здатні схрещуватися з іншими видами. Це призводить до появи міжвидових гібридів, які часто більш життєздатні, а також до перенесення генетичного матеріалу від однієї групи риб до іншої.
Автори дослідження підкреслили, що жодну з цих рис не можна назвати притаманною тільки гаплохроміновим цихлідам і відсутньою в інших риб. У їхньому “екологічному завоюванні” африканського озера вирішальну роль зіграло те, що цихліди вдало поєднують у собі всі ці ознаки.
