В Японии после цунами произошло скрещивание двух родственных видов рыб
Границы между видами в условиях изменяющейся среды представляют собой важный вопрос эволюционной биологии. В настоящее время эта проблема становится особенно актуальной: человеческая деятельность изменяет местообитания, климат меняется, и виды, которые ранее существовали отдельно, начинают взаимодействовать. Об этом пишет сайт Вокруг Света.
Когда репродуктивная изоляция, то есть барьеры, мешающие обмену генами между близкородственными видами, нарушается, начинается процесс гибридизации. Это явление обозначает появление потомства от скрещивания различных видов.
Биологи знают, что для сохранения границ между видами необходимо, чтобы из генома гибридов исчезли участки, полученные от второго вида. Однако оставалось неясным, как быстро этот процесс происходит в естественных условиях и какие механизмы репродуктивной изоляции устраняют чуждые фрагменты.
Группа исследователей из ведущих японских университетов решила выяснить это. Наблюдения за гибридной популяцией проводились на протяжении девяти лет, начиная с разрушительного цунами, которое произошло 11 марта 2011 года в регионе Тохоку. Волна, вызванная сильным землетрясением, кардинально изменила условия обитания на тихоокеанском побережье северо-восточной Японии. Город Оцути в префектуре Иватэ был затоплен водой высотой более 10 метров.
Цунами и последующий мощный отток перенесли морскую колюшку Gasterosteus nipponicus на сушу, а пресноводную трехиглую колюшку Gasterosteus aculeatus — из верховий рек в новые пресноводные водоемы, образовавшиеся в центре города. Это привело к межвидовой гибридизации.
Уже через год после катастрофы, в 2012 году, гибридами оказались 38% особей в выборке. Об этом сообщает статья, опубликованная в журнале Nature Ecology & Evolution.
Новая популяция обитала в пресных водах, и в последующие годы доля геномных участков, унаследованных от морских колюшек, быстро сокращалась. Особенно быстро исчезал генетический материал G. nipponicus на участках, связанных с адаптацией к пресной воде, миграцией в море, выбором партнера и стерильностью самцов-гибридов.
К 2020 году геном популяции практически полностью вернулся к составу, характерному для пресноводных G. aculeatus. Поколение у этих рыб сменяется примерно за год, поэтому большая часть генома, унаследованного от G. nipponicus, была утрачена за десять поколений.
«В ходе этого исследования нас ожидали два главных сюрприза, — отметили японские ихтиологи. — Во-первых, мы не ожидали, что геномные участки, связанные с основными репродуктивными барьерами, будут удаляться столь стремительно. Во-вторых, нас удивило, что процесс исчезновения чужеродного генетического материала продолжался и в последующих поколениях».
Итог работы показывает, что природа способна достаточно быстро восстанавливать границы между близкими видами, даже если катастрофа свела их в одном водоеме.
