Кавказ стал двигателем эволюции
Фото:
Чердак
Сотрудник Института экологии горных территорий им. А. К. Темботова РАН Мухамед Кармоков изучил, чем отличаются хромосомы трех популяций комаров-звонцов Chironomus «annularius» sensu из разных регионов Кавказа, а также сравнил их с насекомыми тех же видов, живущими в Сибири, Северной Америке и других регионах. Оказалось, что по форме хромосом разные популяции кавказских звонцов отличаются друг от друга так же, как их родственники с соседних континентов. Научная статья опубликована в журнале Comparative Cytogenetics.
Кавказ — довольно крупный географический регион, большую часть которого занимают Кавказские горы. В одной и той же горной системе климат на разной высоте может разительно отличаться. Это одна из причин высокого биологического разнообразия на сравнительно компактной горной территории. Но образование новых видов и популяций в пределах одного вида может идти разными путями. Например, две группы особей может внезапно разделить землетрясение или наводнение, а есть вариант, что индивиды из соседних популяций выберут разные стратегии выживания (кто-то плавает и питается растительностью, а кто-то бегает и охотится на насекомых). Образование новых популяций и даже видов может случиться и благодаря мутациям: так произошло с несколькими породами кошек-сфинксов. Редко эволюционные события имеют единственную причину, гораздо чаще их вызывает комплекс факторов.
Автор новой статьи остановился на генетическом аспекте видообразования. Сейчас практически все системы классификации живых организмов строятся именно на данных о составе ДНК и ее укладке в хромосомах. Комары в этом плане удобны тем, что в клетках их слюнных желез хромосомы на порядки крупнее и толще, чем в клетках других животных, поэтому их легко изучать под световым микроскопом и сравнивать, как выглядят хромосомы представителей близких видов: какие короче, какие длиннее, каково их общее число
и т. д.
Такой цитогенетический анализ Мухамед Кармоков провел на гигантских хромосомах, взятых от личинок комаров-звонцов вида Chironomus annularius (некоторые зоологи считают этот таксон комплексом видов). Собранные им личинки происходили из Закавказья, с восточной части Северного Кавказа и с Центрального Кавказа. Он сравнил длину их хромосом и состав их отдельных участков у представителей этих трех популяций, а также сопоставил с цитогенетическими данными о звонцах Chironomus annularius Европы, Сибири, Казахстана и Северной Америки.
Оказалось, что хромосомы звонцов из разных регионов Кавказа отличаются друг от друга не меньше, чем от европейских, североамериканских или сибирских представителей того же вида. Хирономусы из Закавказья в плане цитогенетики больше всего похожи на своих европейских родственников, с Центрального Кавказа — на азиатских, а комары-звонцы с восточной части Северного Кавказа образуют собственную группу, меньше всего похожую по форме конкретных участков хромосом на остальных. Выходит, генетическое многообразие Chironomus annularius в Кавказском регионе очень велико. Тем не менее, хирономусы из разных уголков Кавказа отличаются не настолько сильно, чтобы считать их отдельными видами.
Интересно, что генетическое разнообразие в двух из трех исследованных популяциях кавказских звонцов не подчиняется закону Харди-Вайнберга. Этот закон гласит, что в большой замкнутой группе особей одного вида, в пределах которой они могут скрещиваться с кем угодно (т.е. у всех одинаковые шансы размножиться), самой большой должна быть доля гетерозигот — организмов, несущих два разных варианта одного и того же гена. Это явление наблюдается потому, что в долго существующей популяции все варианты генов уже «перемешались» благодаря свободному скрещиванию, и самые неудачные из них исчезли вместе со своими носителями в результате естественного отбора. Тот факт, что немалая часть кавказских хирономусов не подчиняется закону Харди-Вайнберга, говорит о том, что в этих популяциях и сейчас активно идет эволюционный процесс.
Также возможна ситуация, когда встречаемость одного из вариантов генов в группе организмов аномально высока, потому что все ее члены произошли от небольшого количества особей, по случайности имевших именно этот вариант. В любом случае, разнообразие хромосом Chironomus annularius, обитающих на Кавказе, говорит о том, что в этом регионе особенно интенсивно появляются насекомые с новыми признаками.
Читать ещё •••
Rambler
Читайте также:
