Идея «насоса видов» ледникового периода на Филиппинах подкрепляется новым способом рисования эволюционных деревьев

Является ли поразительное биоразнообразие Филиппин частично результатом подъема и опускания уровня моря во время овых периодов?


Ученые долгое время считали, что уникальная география Филиппин в сочетании с колебанием уровня океана могла создать «насос видов», который вызвал массовое разнообразие путем изоляции, а затем повторного соединения групп видов снова и снова на островах. Они называют эту идею «моделью плейстоценового совокупного островного комплекса (PAIC)» диверсификации.

Но веских доказательств, связывающих всплески видообразования с точным временем подъема и падения глобального уровня моря, до сих пор было мало.

Новаторский байесовский метод и новый статистический анализ геномных данных гекконов на Филиппинах показывают, что во время ледниковых периодов сроки диверсификации гекконов впервые дают сильную статистическую поддержку модели PAIC или «насосу видов». Расследование, берущее начало в Канзасском университете, было только что опубликовано в Труды Национальной академии наук.

«Филиппины — это изолированный архипелаг, в настоящее время включающий более 7100 островов, но это число резко сократилось, возможно, до шести или семи гигантских островов, во время плейстоцена», — сказал соавтор Рэйф Браун, ответственный куратор. отдела герпетологии Института биоразнообразия и Музея естественной истории КУ. «Совокупные массивы суши состояли из множества сегодняшних более мелких островов, которые были соединены друг с другом сушей по мере падения уровня моря, и вся эта вода была связана ледниками. Было высказано предположение, что такого рода фрагментация и слияние суши, которые произошли поскольку уровень моря неоднократно колебался в течение последних 4 миллионов лет, закладывает основу для особого онного процесса, который мог вызвать одновременные кластеры или всплески видообразования у неродственных организмов, существовавших в то время. В этом случае мы проверили это предсказание на двух разных родов ящериц, каждый из которых встречается только на Филиппинах».

В течение десятилетий Филиппины были очагом полевых исследований биологов из Института биоразнообразия Калифорнийского университета, где авторы анализировали генетические образцы филиппинских гекконов, а также других животных. Тем не менее, даже при наличии современных технологий и способности ученых характеризовать изменчивость по всему геному, разработка мощных статистических подходов, способных обрабатывать данные в масштабе генома, все еще наверстывает упущенное, особенно в сложных случаях, таких как задача оценки прошлого времени, которое видов, созданных с использованием генетических данных, собранных из сохранившихся сегодня популяций.

Ведущий автор Джейми Оукс из Обернского университета и соавтор Кэмерон Сайлер из Университета Оклахомы были аспирантами Калифорнийского университета, которых консультировал Браун. К ним присоединился соавтор Перри Вуд-младший, сейчас работающий в Мичиганском университете, который недавно работал в Оуберне с Оуксом, а ранее в Калифорнийском университете с Брауном в качестве постдокторанта.

В течение двух столетий натуралисты, изучавшие распространение видов на Филиппинах, обсуждали, обсуждали и много писали об идеях, лежащих в основе современной теории насосов видов, или, на Филиппинах, о предсказаниях, которые теперь составляют «парадигму PAIC». Исторически сложилось так, что исследователи, сосредотачивающиеся на конкретных животных или растениях, одобряли общую идею, но другие выражали скептицизм, поскольку казалось, что она не работает с другими изучаемыми ими видами.

«За последнюю четверть века, при широкой доступности генетических данных, конкретные предсказания модели были проверены гораздо более строго, объективно и количественно — с реальными данными из естественных популяций — что стало важным шагом вперед в биогеографии Филиппин», — Браун. сказал. «У некоторых животных и растений предсказания подтвердились. Но у других, когда одни и те же предсказания проверялись с помощью реальных данных и достаточно строгих статистических методов, они снова и снова отвергались. Во многих наших собственных исследованиях в КУ, когда мы изучали следствия модели PAIC для отдельных родов или групп близкородственных видов, мы были удивлены, обнаружив, что временное окно ледниковых периодов даже не связано с большей частью видового разнообразия, которое мы наблюдаем сегодня. летучих мышей или группы лягушек, мы обнаружили, что в плейстоцене, по-видимому, расходилось все меньше и меньше современных видов. данные из всех этих более ранних исследований и спросили — среди всех этих различных групп животных, можем ли мы найти какое-либо статистическое подтверждение формирования видов, сгруппированных во временном окне плейстоцена? И ответ продолжал возвращаться «нет» — до сих пор».