Противоборствующие эволюционные силы способствуют быстрой эволюции окраски саламандры

Согласно новому исследованию, проведенному биологом из Пенсильвании, две противоположные эволюционные силы объясняют наличие двух разных цветов пятнистых масс яиц саламандр в прудах в Пенсильвании. Понимание процессов, которые поддерживают биологическое разнообразие диких популяций, является центральным вопросом биологии и может позволить исследователям предсказать, как виды будут реагировать на глобальные изменения.


Пятнистые саламандры (Ambystoma maculatum) – широко распространенный вид, который встречается на востоке и весной возвращается во временные водоемы для размножения. Самки саламандр откладывают яйца группами, называемыми яичной массой, которые либо непрозрачно-белые, либо полностью прозрачные. Самки откладывают яйца одного цвета на протяжении всей своей жизни, но неясно, что вызывает различную окраску, или дает ли какой-либо из этих цветов преимущество для яиц – например, если один цвет менее очевиден для хищников.

«Обычно мы думаем об эволюции, протекающей в течение сотен или тысяч лет, но на самом деле эволюционные процессы, происходящие в системе, могут влиять на каждое поколение животных», – сказал Шон Гиери, научный сотрудник Eberly Postdoctoral Research в Penn State и руководитель исследования. команда. «В этом исследовании мы повторно обследовали пруды, которые первоначально были изучены в начале 1990-х годов, что дало нам уникальную возможность изучить эволюционные процессы, которые формируют частоты двух типов окраски или морфов яичной массы, которые мы наблюдаем сегодня».

Гири повторно исследовал сеть из 31 пруда в центральной Пенсильвании, отметив цвет яиц саламандры, а также экологические характеристики каждого пруда. Первоначально пруды были обследованы в 1990 и 1991 годах профессором биологии штата Пенсильвания Биллом Дансоном и его учениками. Новое исследование появится в журнале 14 апреля. Письма о биологии.

Исследовательская группа обнаружила, что размеры популяции саламандр и химический состав пруда оставались стабильными в течение последних трех десятилетий. При усреднении по региону общая частота изменения цвета каждого яйца также осталась прежней – около 70% массы белого яйца в 1990 и 2020 годах, но во многих случаях частота в отдельных прудах резко изменилась.

«В масштабе отдельных прудов это чрезвычайно динамичная система», – сказал Гери. «Они не просто достигают одной частоты и остаются там. Сосредоточив внимание на отдельных прудах, а не только на регионе в целом, мы могли бы разделить на части, что движет этими изменениями в частотах популяций. В этом случае мы обнаружили два противоположных эволюционных процесса. – выбор и дрейф ».

Исследователи обнаружили явные признаки эволюционного процесса, называемого генетическим дрейфом, который может привести к случайному изменению частот морфов. В небольших популяциях с большей вероятностью будет иметь серьезный эффект, например, когда одна из морфов полностью исчезнет. Как и ожидалось, из-за дрейфа, исследователи обнаружили, что частота каждой морфы изменилась более резко в прудах с меньшим количеством яиц.

«Однако ни один из водоемов полностью не перешел в ту или иную форму, что говорит о том, что может происходить что-то еще», – сказал Гири. «Мы обнаружили, что пруды в экстремальных условиях в 1990-х годах – с высокой частотой сплошных или высоких скоплений белых яиц – стали менее экстремальными, сдвигаясь в сторону общего среднего значения для региона. Это подтверждает идею о том, что« балансирующий отбор » ‘действует в этой системе “.

Балансирующий отбор – это тип естественного отбора, который может помочь сохранить несколько черт или морфов в популяции. По словам Гиери, одно из возможных объяснений сбалансированности выбора цвета яичной массы состоит в том, что редкая морфа в пруду – независимо от фактического цвета – имеет преимущество, которое приведет к тому, что редкая морфа станет более распространенной. Другая возможность состоит в том, что белый морф имеет преимущество в некоторых прудах, в то время как прозрачный морф имеет преимущество в других, и перемещение саламандр между прудами приводит к сохранению обоих морфов.

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments