Цунамі створило новий вид риб: але є нюанс (фото)

Дослідження Великого східнояпонського землетрусу 2011 року показало, як швидко таке генетичне змішування може зникнути, щойно навколишнє середовище знову змінюється, пише IFLScience.

Ця подія утворила ставки навколо міста Оцучі, коли потужні хвилі вимили заглиблення в землі та спричинили осідання ґрунту. Спочатку нові ставки наповнилися морською водою, що привело морських колючок Японського моря (Gasterosteus nipponicus) у район, де також мешкали прісноводні триголкові колючки (Gasterosteus aculeatus). Ці два види були відокремлені один від одного приблизно 680 000 років.

Морські колючки вижили, оскільки за своєю природою вони проводять частину життя у прісній воді. Згодом дощ поступово витіснив значну частину морської води з нових ставків, а морські риби почали схрещуватися з прісноводними колючками.

Дослідження 2012 року показало, що 38 відсотків риб у ставках були гібридами, що мали генетичний матеріал як від морських, так і від прісноводних батьків. Однак генетична суміш не залишалася стабільною.

З кожним поколінням кількість ДНК G. nipponicus неухильно зменшувалася. До 2020 року колючки з Оцучі стали генетично майже не відрізнити від прісноводних G. aculeatus, які ніколи не змішувалися з морською популяцією.

Оскільки Gasterosteus зазвичай розмножується раз на рік, дослідники змогли простежити цю зміну протягом приблизно 10 поколінь. Морські генетичні варіанти зникали набагато швидше, ніж можна було б очікувати лише від випадкового генетичного дрейфу. Найсильніший відбір відбувався в ділянках геному, пов'язаних з адаптацією до прісноводного середовища, міграцією до моря, вибором партнера та репродуктивною здатністю гібридних самців.

Ця закономірність свідчила про дію природного відбору. Гібриди, які успадкували ці ділянки геному від своїх прісноводних батьків G. aculeatus, розмножувалися успішніше, ніж ті, що мали відповідні варіанти G. nipponicus. Отже, морський генетичний матеріал поступово витіснявся з популяції, попри те, що ці два види могли розмножуватися між собою.

"У цьому дослідженні було дві основні несподіванки", — зазначили у своїй заяві доктор Такуя Хосокі та доктор Джун Кітано з Національного інституту генетики Японії. Вони не очікували, що ділянки геному, пов'язані з основними репродуктивними бар’єрами, зникнуть так швидко, а також були здивовані тим, що більша частина чужорідного геному продовжувала зникати у наступних поколіннях.

Ці результати також порушують ширше питання. Деяка частина генетичного матеріалу стародавніх популяцій неандертальців та денисовців збереглася в людській ДНК упродовж тисяч поколінь, тоді як більша частина ДНК морських колючок у цих ставках зникла буквально за десятиліття.

Дослідники зазначили, що наступним важливим питанням є те, чи поєднання кількох сильних репродуктивних бар'єрів та багатьох слабших генетичних несумісностей допомагає зберегти межі видів після гібридизації.

Ставки в Оцучі надали рідкісну можливість спостерігати за гібридизацією майже з самого початку. У попередніх дослідженнях часто вивчали природних гібридів через тривалий час після початкового змішування або залучали види з довшим поколінням.

Схожий випадок стався на Алясці після землетрусу 1964 року, коли морські колючки потрапили в райони, які незабаром стали прісноводними. Протягом 50 років ці ізольовані риби стали генетично відмінними від своїх морських родичів.

У сукупності ці випадки показують, що межі видів можуть тимчасово порушуватися внаслідок великих природних подій, але генетичні наслідки не обов'язково є тривалими. В Оцучі природний відбір повернув популяцію до її прісноводного генетичного фону всього за кілька поколінь.

Інші новини науки

• Нове дослідження підтвердило те, що собаки дійсно розуміють голос господаря.
• В Андах виявили невідомі споруди, призначення та вік яких стали для вчених таємницею. Дослідники досі не знають, хто саме створив ці будівлі.