Учёные наблюдали за тем, как всего за несколько лет популяция морских улиток смогла претерпеть эволюционные изменения. Наряду с документированием яркого примера «быстрой эволюции», исследователи смогли успешно предсказать, как изменятся улитки в начале 30-летнего эксперимента, что позволяет предположить, что эволюционные изменения не всегда столь непредсказуемы, как это может показаться.
История началась ещё в 1988 году, когда агрессивное цветение токсичных водорослей уничтожило популяции морских улиток, известных как Littorina saxatilis, которые обитали на скалистых берегах архипелага Костер в Швеции. Популяции улиток на некоторых крупных островах смогли восстановиться всего за несколько лет, но на некоторых меньших скалистых островках, известных как «скерри», они так и не смогли оправиться.
Чтобы восстановить утраченные популяции, в 1992 году морской эколог из Гётеборга начал медленно повторно вводить улиток L. saxatilis в их маленькие среды обитания на скерри. В течение следующих 30 лет они внимательно следили за популяциями и наблюдали за тем, как они изменяются.
L. saxatilis — это обладающий значительным разнообразием, достаточно распространённый вид морских улиток, встречающийся по всему североатлантическому побережью. В зависимости от окружающей среды улитки будут проявлять разные признаки, включая размер, форму раковины, цвет раковины и поведение.
Шведский архипелаг Костер является домом для двух основных экотипов морской системы: некоторые из них развили толстые и бесцветные раковины для защиты от голодных крабов, в то время как другие разработали более мелкие и лёгкие раковины с узорами, которые помогают им прилипать к камням под ударами разбивающихся волн.
Повторно введённые улитки принадлежали к экотипу «Краб», хотя на их скерри на самом деле не было много крабов, но было много сильных волн. Как и ожидали исследователи, раковины улиточной популяции изменились, став более похожими на раковины экотипа «Волна» всего за несколько поколений, что отразило распространение генетических вариантов, улучшающих выживание в условиях волн.
«Мы обнаружили, что улитки не так медлительны, как можно было бы подумать. L. saxatilis, которых мы изучали, смогли быстро изменить свои физические признаки, такие как размер и форма раковины», — сказал в заявлении для IFLScience доктор Шон Стенковски (Sean Stankowski), соавтор исследования и лектор по экологии и эволюции в Университете Сассекса.
«Вместо того чтобы лишь измерять изменения в признаках, мы также изучили ДНК улиток, которая содержит инструкции, необходимые для создания этих адаптаций. Мы смогли использовать информацию из других популяций, чтобы довольно точно предсказать, как будут эволюционировать последовательности ДНК. Это исследование проводилось в течение 30 лет, но большинство наблюдаемых нами изменений произошло в первые три года», — добавил он.
Стоит отметить, что улитки не развили эти признаки совершенно с нуля, так как большая часть ДНК уже присутствовала в разнообразном генетическом фонде популяции.
«Некоторая генетическая разнообразие уже было доступно в исходной популяции «Краб», но в низкой частоте. Это произошло потому, что вид уже испытывал подобные условия в недавнем прошлом. Этой быстрой эволюции способствовал доступ улиток к большому генетическому фонду», — объяснила Анья Мария Вестрам (Anja Marie Westram), соавтор и исследователь Университета Норд.
Тем не менее, это всё ещё является ярким примером эволюционных изменений. Эволюция не обязательно включает развитие новых признаков или новых видов (хотя это, безусловно, может произойти, если накопится достаточно изменений). Биологически говоря, термин «эволюция» просто объясняет, как такие силы, как естественный отбор и генетический дрейф, могут привести к тому, что определённые характеристики становятся более или менее распространёнными в популяции на протяжении нескольких поколений.
Чтобы произошли эти изменения, порой могут пройти столетия, приводя к глубоким изменениям за длительный период времени. Однако, как показывает это новое исследование, заметные изменения также могут происходить и за несколько лет.
«История Земли показывает, что когда окружающая среда меняется, эволюция находит способ поддерживать жизнь – это удивительно, какие виды экологических вызовов она может решать. Это исследование — всего лишь один пример того, как организмы могут эволюционировать с такой скоростью, и мы с нетерпением ждем, какие другие наблюдения могут быть сделаны в будущем. Многие люди думают, что эволюцию невозможно наблюдать, но мы вполне можем это делать, она происходит повсюду вокруг нас», — сказал доктор Стенковски.
Данное исследование было опубликовано в журнале Science Advances.
