Бабочки-шашечницы выживают благодаря гибридам
Скрещиваясь с дальними родственниками, один из немногочисленных видов бабочек-шашечниц обеспечивает себе генетическое разнообразие.
Традиционно считается, что гибриды, то есть результат скрещивания разных видов, в дикой природе встречаются нечасто. И обычно они получаются у близкородственных видов. Такие гибриды порой даже не дают отличить один вид от другого, как это бывает, например, в некоторых популяциях дафний — из-за гибридов у них трудно определить границу между двумя видами. Впрочем, есть примеры, когда естественная гибридизация происходила между весьма дальними родственниками. Так случилось у Homo sapiens и неандертальцев — давно известно, что они скрещивались и давали плодовитое потомство, а между тем общий предок обоих видов людей жил около 800 тысяч лет назад, то есть их эволюционные пути разошлись довольно давно.
Сотрудникам Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ) и Зоологического института РАН удалось обнаружить гибридизацию ещё более далёких друг от друга видов: бабочек-шашечниц Melitaea didyma (дидима) и Melitaea acentria (ацентрия), обитающих на склонах популярного горнолыжного курорта Хермон в северном Израиле. Их общий предок жил не менее пяти миллионов лет назад. То есть шашечниц дидим и шашечниц ацентрий разделяет примерно то же эволюционное расстояние, что лежит между нами и шимпанзе — наш с шимпанзе общий предок жил около шести миллионов лет назад. Изучая ацентрий, исследователи заметили, что в некоторых особенностях строения они бывают похожи на дидим. Что довольно неожиданно, ведь оба вида, повторим, не слишком близкородственны.
Большей частью подобные «совпадения» возникают, когда виды эволюционируют в схожих условиях, то есть приспосабливаются к одним и тем же вещам. Но иногда общие черты появляются в результате межвидовой гибридизации. Исследователи полностью прочитали двадцать семь геномов бабочек-шашечниц трёх видов и выяснили, что некоторые особи ацентрий периодически скрещиваются с дидимами.
Ацентрии малочисленны, и если в их популяции упадёт генетическое разнообразие, это станет большой проблемой: небольшие популяции со скудным набором вариантов разных генов с большой вероятностью вымирают. Скрещиваясь с более многочисленными дидимами, шашечницы ацентрии обеспечивают себе приток новых вариантов генов. Не факт, что без притока ДНК от дальних родственников ацентрии обязательно бы вымерли, но в любом случае это повышает их шансы выжить. В статье в Molecular Ecology говорится, что межвидовая гибридизация между шашечницами не сплошная — с другим видом скрещиваются только отдельные особи, — но и этого вполне хватает для устойчивого потока генов.
По словам профессора СПбГУ и главного научного сотрудника Зоологического института РАН Владимира Лухтанова, при гибридизации на свет часто появляется стерильное потомство. Поэтому до недавнего времени считалось, что подобный сценарий «обогащения» вида новым генетическим материалом в принципе невозможен. Однако в последние годы появляется всё больше работ, которые заставляют учёных иначе взглянуть на процессы эволюции живых существ. «Такое ощущение, что мы находимся на этапе смены научной парадигмы. Биологи долгое время были убеждены, что эволюцию живых существ можно представить в виде ветвящегося дерева. Возможно, эта метафора не вполне верна и скоро будет отброшена, — говорит Владимир Лухтанов. — Межвидовая гибридизация приводит к тому, что эволюцию более правильно представлять в виде сети жизни, в которой возникающие новые веточки горизонтально связаны друг с другом за счёт обмена генами. Кроме того, тот факт, что мы выявили малоизученный природный механизм, позволяющий поддерживать генетическое разнообразие, может иметь значение для разработки общей стратегии сохранения самых разных видов живых организмов».
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда.
По материалам пресс-службы СПбГУ
