Кукушки эволюционируют, образуя новые виды
Теория коэволюции утверждает, что, когда тесно взаимодействующие виды вызывают эволюционные изменения друг друга, это может привести к видообразованию — эволюции новых видов. Но до сих пор реальных доказательств этому было мало. Новое исследование было опубликовано в журнале Science.
Теперь группа исследователей нашла доказательства того, что коэволюция связана с видообразованием, изучая эволюционную гонку вооружений между кукушками и птицами-хозяевами, которых они эксплуатируют.
Бронзовые кукушки откладывают яйца в гнезда мелких певчих птиц. Вскоре после того, как птенец кукушки вылупится, он выталкивает яйца хозяина из гнезда. Хозяин не только теряет все свои яйца, но и тратит несколько недель на выращивание кукушки, что отнимает драгоценное время, когда она могла бы размножаться сама.
Каждый вид бронзовой кукушки очень похож на внешний вид птенцов своего хозяина, обманывая родителей-хозяев, заставляя их принять кукушку.
Исследование показывает, как эти взаимодействия могут привести к появлению новых видов, когда вид кукушки эксплуатирует несколько разных хозяев. Если птенцы каждого вида-хозяина имеют различный внешний вид и хозяева отвергают птенцов странного вида, тогда виды кукушек расходятся на отдельные генетические линии, каждая из которых имитирует птенцов своего любимого хозяина. Эти новые линии являются первым признаком появления новых видов.
«Это захватывающее новое открытие потенциально может быть применимо к любым парам видов, которые сражаются друг с другом. Точно так же, как мы видели на примере кукушки, коэволюционная гонка вооружений может привести к появлению новых видов и увеличению биоразнообразия на нашей планете», - сказал соавтор исследования профессор Килнер из Кембриджского университета.
Разительные различия между птенцами разных линий бронзовой кукушки соответствуют тонким различиям в оперении и криках взрослых особей, которые помогают самцам и самкам, специализирующимся на одном и том же хозяине, распознавать друг друга и спариваться.
«Кукушки очень дорого обходятся своим хозяевам, поэтому хозяева развили способность распознавать и выбрасывать птенцов кукушек из своих гнезд», — сказала ведущий автор исследования профессор Наоми Лэнгмор из Австралийского национального университета в Канберре. «Только кукушки, которые больше всего напоминают птенцов хозяина, имеют шанс избежать обнаружения, поэтому на протяжении многих поколений птенцы кукушек эволюционировали, чтобы имитировать птенцов хозяина».
Исследование показало, что коэволюция, скорее всего, будет стимулировать видообразование, когда кукушки очень дорого обходятся своим хозяевам, что приводит к «коэволюционной гонке вооружений» между защитой хозяев и контрадаптациями кукушек.
Широкомасштабный анализ всех видов кукушек показал, что те линии, которые являются наиболее дорогостоящими для своих хозяев, имеют более высокие показатели видообразования, чем менее дорогостоящие виды кукушек и их непаразитические родственники.
«Это открытие имеет важное значение для эволюционной биологии, показывая, что коэволюция между взаимодействующими видами увеличивает биоразнообразие за счет стимулирования видообразования», — сказала соавтор исследования Клэр Холли из Австралийской национальной коллекции дикой природы в CSIRO, Канберра.
Исследование стало возможным благодаря прорыву команды в извлечении ДНК из яичной скорлупы в исторических коллекциях и ее секвенировании для генетических исследований.
Затем исследователям удалось объединить два десятилетия поведенческих полевых исследований с анализом ДНК образцов яиц и птиц, хранящихся в музеях и коллекциях.