Эволюция в реальном времени, в полевых условиях

Переход улиток от одного экотипа к другому в процессе 30 лет эволюции. Фото: Керстин Йоханнессон.

Морская улитка вида Littorina saxatilis — рекордсмен таксономии. Она известна тем, что ее особенно трудно идентифицировать и не потому, что ее трудно найти, а потому, что она бывает самых разных форм, размеров и цветов. Ее назвали «самым неправильно идентифицированным существом в мире», поскольку с момента первого описания в 1792 году она была ошибочно определена как «новый вид» более 113 раз.

Такое разнообразие, которое связано с их быстрой адаптивностью, манит эволюционных биологов. Недавно вышло грандиозное исследование, опубликованное в журнале Science Advances, про этих улиток, которое проводилось аж 30 лет! Когда в 1988 году токсичное цветение водорослей уничтожило острова и шхеры (небольшие скалистые острова) у западного побережья Швеции, морской эколог Керстин Йоханнессон решила использовать переселение улиток, которое сама и организовала, как возможность изучить эволюцию в реальном времени. 

Изменения в популяции улиток стали заметны уже через несколько поколений благодаря явлению, известному как «фенотипическая пластичность», которое позволило переехавшей популяции быстро изменить свою форму и адаптироваться к новой среде. Однако быстрая трансформация была также генетической, чему отчасти способствовал разнообразный генофонд L. saxatilis.

Поскольку в недавнем прошлом улитки сталкивались с похожими условиями, гены с низкой распространенностью, по сути, лежали в ожидании повторения определенных условий. Оказавшись в знакомой среде, улитки получили доступ к генетической информации, что, в свою очередь, послужило толчком к быстрой эволюции. Ученым известно, что высокая генетическая вариативность делает вид особенно приспособленным к адаптации к меняющемуся климату, но лишь немногие исследования проводились в реальном времени в дикой природе.

“Наши коллеги увидели признаки адаптации улиток уже в течение первого десятилетия эксперимента”, – сказал в заявлении для прессы Диего Гарсия Кастильо, аспирант Института науки и технологий Австрии и соавтор исследования. “За 30 лет эксперимента мы смогли точно предсказать, как будут выглядеть улитки и какие генетические регионы будут задействованы”.

Таким образом, адаптация может быть предсказана на основе знания фенотипических и генетических различий между популяциями.

Исследование Diego Garcia Castillo et al. Predicting rapid adaptation in time from adaptation in space: A 30-year field experiment in marine snails. Sci. Adv.10,eadp2102(2024). DOI: 10.1126/sciadv.adp2102

Статья по теме: Быстрая экспериментальная эволюция: ученые показали процесс видообразования за 4 года