Исследователи сегодня хорошо знакомы с тем, как изолированность при воспроизводстве и физические барьеры окружающей среды могут привести к образованию новых видов на земле, особенно среди растений и животных с коротким временем генерации, например, у насекомых и однолетних растений. Однако Michael E. Hellberg, адъюнкт-профессор кафедры биологических наук ЛГУ, заинтересовался более неясными формами видообразования: видообразованием животных в океане. В результате удалось понять, каким образом появляются новые виды кораллов.

Естественный отбор является процессом, при котором наследственные черты, которые повышают выживаемость, становятся более распространенными в последующих поколениях, в то время как неблагоприятные наследственные черты проявляются реже. Со временем животные и растения, которые имеют морфологию или другие атрибуты, повышающие их пригодность для конкретной среды, становятся более распространенными и более адаптированными к конкретной среде.

"Морские растения и животные могут дрейфовать в океане, преодолевая очень большие расстояния, - говорит Hellberg. - Так как же им удается в итоге «специализироваться»?"

Hellberg и его аспирант Карлос Prada исследовали, как кораллы специализируются на конкретных условиях обитания в океане. Кораллы, которые формируют коралловые рифы, начинают свой жизненный цикл со свободно плавающей личиночной стадии. Личинки могут расходиться на огромные расстояния в открытой воде. Такой большой потенциал разгона коралловых личинок в открытые воды и близости различных видов на дне океана создает загадку для исследователей, которые изучают видообразование. Hellberg и Prada задались вопросом: "Как же новые морские виды возникают без очевидной географической изоляции?"

Когда дело доходит до кораллов в относительно небольших пределах Карибского бассейна, который охватывает около 3 млн. квадратных километров, ключ к разгадке, как представляется, - это среда обитания на глубине океана. Другими словами, естественный отбор привел к образованию различных видов кораллов в зависимости от того, как глубоко в океане эти различные кораллы находятся.

Prada и Hellberg исследовали кораллы рода Eunicea. Одни подвиды этих кораллов выживает лучше на мелководье, в то время как другие лучше приспособлены к глубоким водам. Эти и другие кораллы – очень медленно растущие животные. В самом деле, они не достигают репродуктивного возраста до 15-30 лет, но могут продолжать размножаться до 60 или более лет. Таким образом, в то время как личинки Eunicea могут расходиться на большие расстояниях от своих родителей, они укрепляются на грунте и начинают расти в любом мелком или глубоком месте. Небольшие различия в выживаемости на разных глубинах между двумя видами и длительное время жизни поколений можно объединить для получения сегрегации.

У личинок могли появиться небольшие различия в выживаемости на разных глубинах. К тому времени, как эти кораллы достигли репродуктивного возраста, многое изменилось. На мелководье коралловые даже имеет другую морфологию, чем у глубоководных подвидов. Мелководные кораллы более пышные, а глубоководные растут высокими и тонкими. Согласно теории Hellberg, эти различия в морфологии вполне могут быть генетическими, иметь различные структуры белка и уровень экспрессии, позволяя лучше приспосабливаться к своей среде обитания. Hellberg надеется, что дальнейшие исследования помогут выявить генетические основы этих морфологических различий.

Prada отметил, что в то время как мелководные кораллы могут стать более высокими и более тонкими после пересадки в глубоководную среду, они, похоже, не в состоянии сделать полный переход на морфологию глубоководных видов. Это говорит о том, что два коралла хоть, вероятно, имели общего предка, адаптированы генетически и биохимически к соответствующим глубинам.

"Обычно организмы различаются в зависимости от географических особенностей мест обитания, - сказал Prada. – Но эти кораллы различаются по глубине". Исследования Prada и Hellberg дают новое понимание того, как новые виды образуют в океане, в отличие от видообразования земных организмов.

Источник: www.lsu.edu