Вчені спостерігали, як популяція морських равликів еволюціонувала всього за кілька років. Окрім документування яскравого прикладу “швидкої еволюції”, дослідники змогли успішно передбачити, як зміняться равлики на початку 30-річного експерименту, що свідчить про те, що еволюційні зміни не завжди є такими непередбачуваними, як може здатися на перший погляд.
Історія почалася у 1988 році, коли агресивне цвітіння токсичних водоростей знищило популяції морських равликів, відомих як Littorina saxatilis, що мешкали вздовж скелястих берегів архіпелагу Костер у Швеції. Популяції равликів на деяких великих островах вдалося відновити всього за кілька років, але вони не змогли відновитися на менших скелястих островах, відомих як шхери.
Щоб відновити втрачені популяції, морський еколог з Гетеборзького університету в 1992 році почав повільно повертати равликів L. saxatilis до їхніх невеликих ареалів проживання у вишнях. Протягом наступних 30 років вони пильно стежили за популяціями та спостерігали за їхніми змінами.
Також відомий як шорсткий барвінок, L. saxatilis – поширений вид морських равликів, що зустрічається вздовж узбережжя Північної Атлантики і відрізняється значною мінливістю. Залежно від навколишнього середовища, равлики проявляють різні риси, включаючи розмір, форму черепашки, колір черепашки та поведінку.
Шведський архіпелаг Костер є домом для двох основних екотипів морської системи: одні розвинули товсті та безформні мушлі, щоб впоратися із загрозою голодних крабів, тоді як інші розвинули менші та легші мушлі з візерунками, які допомагають їм прилипати до скель під час ударів хвиль.
Зграя равликів екотипу Wave на шхері.
Реінтродуковані равлики належали до крабового екотипу, хоча на їхніх шхерах було не так багато крабів, зате багато сильних хвиль. Як і очікували дослідники, всього за кілька поколінь мушля популяції равликів змінилася, ставши більш схожою на екотип Хвиля, що відображає поширення генетичних варіантів, які покращують виживання у хвилястому середовищі.
“Ми виявили, що равлики не такі повільні, як можна було б подумати. Досліджувані нами шорсткі барвінки здатні швидко змінювати свої фізичні характеристики, такі як розмір і форма мушлі”, – сказав доктор Шон Станковскі, співавтор дослідження і викладач екології та еволюції в Університеті Сассекса, в заяві.
“Замість того, щоб просто вимірювати зміни ознак, ми також вивчали ДНК равликів, яка містить інструкції, необхідні для побудови цих адаптацій. Ми змогли використати інформацію з інших популяцій, щоб досить точно передбачити, як еволюціонуватимуть послідовності ДНК. Це дослідження проводилося протягом 30 років, але більшість змін, які ми спостерігали, були досягнуті за перші три роки”, – додав він.
Равлики крабового екотипу (1992) еволюціонували і стали разюче схожими на втрачених равликів хвильового екотипу на шхерах. Фото: ISTA, зображення Керстін Йоханнессон
Примітно, що равлики не розвинули ці ознаки повністю з нуля, оскільки значна частина ДНК вже була присутня в потужному генофонді популяції.
“Деяке генетичне різноманіття вже було наявне в початковій популяції крабів, але на низькому рівні поширеності. Це пов’язано з тим, що в недалекому минулому вид перебував у схожих умовах. Доступ равликів до великого генофонду спричинив таку швидку еволюцію”, – пояснила в іншій заяві Аня Марі Вестрам (Anja Marie Westram), автор-кореспондент і дослідниця з Університету Норд.
Тим не менш, це все ще дуже схоже на приклад еволюційних змін. Еволюція не обов’язково передбачає розвиток нових ознак або нових видів (хоча це, безумовно, може статися, якщо накопичиться достатньо змін). З біологічної точки зору, термін “еволюція” просто пояснює, як такі сили, як природний відбір і генетичний дрейф, можуть призвести до того, що певні характеристики стають більш або менш поширеними в популяції протягом наступних поколінь.
Іноді ці зміни можуть розгортатися століттями, що призводить до глибоких змін протягом тривалого періоду. З іншого боку, як показує це нове дослідження, помітні зміни можуть розквітнути всього за кілька років.
“Історія Землі показує, що коли навколишнє середовище змінюється, еволюція знаходить спосіб зберегти життя – неймовірно, які екологічні проблеми вона здатна вирішувати. Це дослідження є лише одним із прикладів того, як організми можуть еволюціонувати з такою швидкістю, і ми з нетерпінням чекаємо на інші спостереження, які можна буде зробити в майбутньому. Багато людей думають, що не можна спостерігати за еволюцією, але ми абсолютно можемо, вона відбувається навколо нас”, – сказав д-р Станковскі.