Величезне дослідження еволюції змушує нас переосмислити, де розвиваються види Землі

Протягом останніх кількох місяців біологи з Мічігана до Каліфорнії виконували комп'ютерне моделювання вдень і вночі, намагаючись скласти найбільше еволюційне родове дерево риби в історії поля. Зараз, приблизно 30 000 видів риб пізніше, результати опубліковані в Росії Природа і вони називають десятирічне еволюційне припущення.

Біологи вже давно помітили географічну картину, коли мова йде про те, як формуються види. Теплі, тропічні місця, як правило, мають набагато більше різновидів видів, ніж холодні, безплідні. "Різниця у видовій різноманітності від полюсів до тропіків є однією з" великих моделей "в біології," пояснює автор дослідження та зоолог Мічиганського університету Даніель Рабоскі, доктор філософії. електронною поштою Обернено. «Навіть ненаукові відомо, що тропіки славляться своєю видатною біологічною різноманітністю».

Новий документ Рабоського, опублікований в середу, має новий погляд на цю стару теорію. Сімейне дерево гігантської риби свідчить про те, що це насправді найхолодніший місця на Землі - не тропічні - це вогнища для нових видів.

Червона королева працює швидше, коли вона гаряча

Спроби пояснити біологічне різноманіття тропіків частково спиралися на ідею «градієнта різноманітності широт». В основному, це означає, що на нашій планеті є спекотна точка видоутворення прямо в середині екватора. Однак це не тому, що тропіки - прекрасне місце для життя.

Попередні дослідження показують, що взаємодія між паразитами, хижаками та іншими загрозами для виживання сильнішими в тропіках, що викликає природний відбір працювати вдвічі швидше, щоб випереджати всі ці загрози, говорить Рабоскі. Це, у свою чергу, є тим, що призвело до різноманіття видів тропічних риб, яких ми всі знаємо і любимо. Біологи, які завжди любили концептуальні аналогії, люблять порівнювати процес зі сценою в Льюїса Керролла Через окуляри коли Аліса оскаржується до гонки проти Червоної Королеви:

- Повільна країна! - сказала королева. Тепер, ось, бачиш, потрібно все, що ти можеш зробити, щоб утриматись на тому ж місці. Якщо ви хочете потрапити в інше місце, ви повинні працювати щонайменше вдвічі швидше!

З цієї дещо ексцентричної аналогії виникає загальноприйнята мудрість в еволюційній біології: червона королева працює швидше, коли вона гаряча. Тобто досі, оскільки дослідження Рабоського спростовує все це.

Нова модель специфікації

Після побудови та аналізу еволюційного дерева Рабоський і його команда дійшли висновку, що за минулі мільйони років риби, що живуть у полярних водах, фактично утворили нові види вдвічі швидше, ніж у тропічних водах.

Як ця команда вдалося знайти переконливі докази, що суперечать століттям еволюційної теорії? Вони почали, аналізуючи наявні дані ДНК з близько 5000 видів риб, а потім використовували інші методи розміщення, щоб оцінити, де залишилася риба повинна вміститися в родоводі. Впроваджуючи програму статистичного аналізу, що називається БАММ, на цьому «родовому дереві» розраховували, як швидко види відхилялися один від одного, порівнюючи відмінності в їх ДНК: загалом можна припустити, що чим менше ДНК двох видів, тим більше часу пройшло, оскільки вони «розходилися» Від одного виду до двох окремих.

«Це дерево набагато більше, ніж будь-яке попереднє дослідження риб», - говорить Рабоскі. "Це дозволило нам оцінити швидкість, з якою види утворюються з набагато більшою точністю, ніж попередні дослідження". Однак його новаторське відкриття має вигоду: поки що немає хорошого пояснення.

Rabosky і його команда досі не зовсім впевнені, чому швидкість видоутворення швидше в полюсах. Він припускає, що він може зводитися до ідеї, що жорстка полярна обстановка - як заледеніння і постійне льодовикове покриття - призвела до серії масових вимирань, які відкрили двері для формування нових видів. Він називає це «ефектом відскоку».

«Можливо, вимирання швидко знищує види у високих широтах, але нові види формуються, щоб заповнити ті екологічні ніші не надто довго після того, як вони випорожняються шляхом вимирання», - пояснює він.

Важливо відзначити, що хоча види в полюсах розходилися швидше, ніж у нижчих широтах, у тропічних регіонах все ще було більше різноманіття видів загалом. Rabosky називає це «видовим багатством», яке до цих пір завжди пояснювалося припущенням про те, що у тропіках вид швидше розходився. Тепер висновки Рабоського підштовхують до цього, але не існує надійного альтернативного пояснення.

Поки що, схоже, червона королева здатна швидко бігати незалежно від температури. Насправді, вона навіть може бігати швидше, коли на вулиці холодно.