31.12.2013

Рост эволюционного древа зависит от экологических способностей общих предков

Скорость появления и расхождения новых видов от одного общего предка зависит от экологической специализации последнего: если он хорошо себя чувствует в самых разных условиях, то новые виды будут появляться на эволюционном древе довольно медленно.

Если взглянуть на эволюционное древо любой группы организмов, то мы обнаружим, что его ветви сходятся более или менее к одной точке — общему предку этой группы. Возникновение нескольких видов от общего ствола-предка описал ещё Дарвин на примере знаменитых галапагосских вьюрков. Скорость появления новых видов, их собственная эволюция происходят в виде адаптивной радиации, которая зависит от факторов среды, действующих на вид или группу видов.

Но это, скажем так, внешнее условие; между тем по эволюционной теории получается, что скорость разбегания видов от общего предка будет зависеть ещё и от некоторых черт самого этого предка — от того, как именно он приспособлен к окружающей среде. Проверить, так ли это и как именно черты предка влияют на скорость эволюции, у биологов долго не было никакой возможности, пока не настало время эволюционных экспериментов с бактериями.

Бактерии позволили экспериментально подтвердить многие положения эволюционной теории: размножаются микробы быстро, и для смены множества поколений, необходимых для эволюции, не надо ждать миллионы лет. Вот и сейчас Бертус Бомонт (Bertus Beaumont) из Делфтского технологического университета (Нидерланды) взялся вместе с коллегами проверить на бактериях эволюционную гипотезу о взаимосвязи экологических характеристик общего предка со скоростью эволюции его потомков.

Организмы по-разному приспособлены к среде: например, они могут существовать только в каком-то узком наборе параметров или, напротив, относительно комфортно чувствовать себя в довольно широком диапазоне условий. Тогда можно говорить об узкой экологической специализации или же о её отсутствии — когда вид занимает обширную, широкую нишу. Так вот, как сообщается в журнале PNAS, чем шире специализация какого-либо вида, чем более обширную экологическую нишу он занимает, тем медленнее от него будут ответвляться другие виды.

То есть адаптивная радиация при видообразовании быстрее всего происходит при узкоспециализированном предке.

Интуитивно это вполне понятно: если вид легко выживает в самых разных условиях, то зачем ему в чём-то меняться, зачем отпочковывать от себя виды, которые могли бы выжить в другом экологическом окружении? Он и сам способен в таком окружении неплохо существовать. Поэтому появление и эволюция новых видов с таким «многостаночным» общим предком происходит медленнее. Теория это предсказывала, но своими глазами, непосредственно учёным удалось увидеть это только сейчас.

С практической точки зрения эти данные могут пригодиться, например, в медицине и эпидемиологии: зная экологические характеристики того или иного патогенного штамма, можно предсказать, в какую сторону пойдёт его эволюция.

Кирилл Стасевич

Источники:

1. compulenta.computerra.ru