Эволюция. От Дарвина до современных теорий

Как образуются новые виды

До недавнего времени мы считали, что знаем все об образовании видов. Мы считали, что данный процесс почти всегда начинается с полной изоляции популяции. Очень часто это происходит после того, как популяция пересекала некую серьезную «генетическую преграду». Вроде той, когда беременная женщина оказывается забытой на необитаемом острове, а ее потомки затем спариваются друг с другом.

Главный плюс этой модели «эффекта основателя» заключается в том, что ее можно проверить в лабораторных условиях. Но на деле оказалось, что идеальная картинка не складывается. Несмотря на все усилия эволюционных биологов, никто не смог даже приблизиться к созданию нового вида из популяции основателей. Более того, насколько нам известно, ни один новый вид так и не был образован в случаях, когда люди высаживали определенное количество особей на новую территорию.

В наши дни акцент исследований несколько сместился. Биологи до сих пор верят в то, что большая часть видообразования является аллопатрической (результатом географической изоляции). Но их идеи отошли от воли случая и небольших популяций. Теперь биологи рассматривают все необычные способы, которые смогли бы повлиять на быстрое изменение видов.

Основные рассматриваемые факторы – это экологический отбор (новые виды образуются в результате адаптации к изменяющимся условиям окружающей среды) и половой отбор (изменение половых признаков и предпочтений таких признаков приводит к дивергенции (разбросу) в популяциях). Все важные вопросы так или иначе связаны с относительной значимостью двух движущих сил эволюции.

Одной из ярких иллюстраций экологического отбора является параллельное видообразование, когда, по сути, одни и те же виды в ответ на схожую среду обитания возникают независимо и в разных местах. Пример того – рыба колюшка в канадских озерах. Несколько озер заселены двумя разными видами колюшек. Первый вид – придонный, а второй питается планктоном. Анализ митохондриальной ДНК (мтДНК) показал, что колюшки, живущие в одном озере, теснее связаны друг с другом, чем с сородичами из других озер. Иначе говоря, они могли возникнуть в результате параллельного видообразования.

Эти данные также указывают на симпатрическое видообразование – появление видов без географической изоляции. С этой идеей категорически не согласны биологи, верящие в то, что вид не может распадаться на две разновидности без предварительной физической изоляции. Но приверженцы симпатрического направления ухватились за результаты исследований колюшек, а также мтДНД ряда других видов, которые, похоже, также подтверждают данную идею.

Симпатрическое видообразование остается спорным мнением, однако некоторые исследования объясняют, как оно могло происходить. Подтверждения теории получены от группы рыб, подвергшейся самому выдающемуся взрыву видообразования: цихлиды Великих Африканских озер. Озера Ньяса, Виктория и Танганьика, образующие Великие Африканские озера, содержат порядка 1700 видов цихлид, многие из которых развились после последнего ледникового периода, то есть 12 500 лет назад. Одна загадка, связанная с цихлидами, могла бы объяснить появление более 500 видов рыб в озере Виктория без каких-либо физических барьеров, препятствующих скрещиванию. Половой отбор – это логичный ключ к объяснению: яркоокрашенные самцы и разборчивые самки, выказывающие различные цветовые предпочтения. Именно так популяции рыб, на удивление схожие во всех остальных отношениях, могли стать репродуктивно изолированными, а половой отбор в конечном итоге привел к появлению новых видов.

Эта отдельно взятая форма полового отбора основана на способности самок различать самцов разного окраса. Но поскольку воды Великих Африканских озер страдают от загрязнения, цихлиды начинают терять эту способность. В мутных водах активно распространяется гибридизация. А поскольку виды цихлид эволюционно близки, у них часто получается жизнеспособное гибридное потомство. Как ни парадоксально, но некоторые биологи начинают думать, что именно гибридизация могла стать тем самым творческим процессом, создающим новые виды. Вероятно, так все и происходило в озере Виктория – многократно и естественно. Гибридизация могла стать важным фактором и в некоторых других эволюционных взрывах, которые мы называем адаптивной радиацией.