Мы думаем об эволюции как о дереве, где отдельные виды — как о листьях на эволюционной ветке. Однако иногда листья переплетаются. Два разных вида иногда могут давать потомство, называемое гибридами. Самый распространенный пример — мул, потомок лошади и осла.

Животные-гибриды часто бесплодны, особенно когда между родительскими видами существуют значительные генетические различия. Однако есть исключения. Иногда гибриды могут быть плодовитыми, особенно если родительские виды генетически схожи. В новом исследовании исследователи описывают поразительный пример. Эти гибриды бабочек не только были плодовитыми — они создали новый вид.

Геликоний бабочки — замечательные существа. Они ярко окрашены и сигнализируют об их неприязни к потенциальным хищникам. Биологи используют эти модели для изучения того, как посредством сложных моделей мимикрии новые виды способствуют генетическому обмену и экологической адаптации.

Но гибридных видов не было на карте Бинго биологов. Геликоний .

У растений хорошо известно гибридное видообразование, в основном за счет удвоения хромосом. Однако у животных такие события редки и сложны, особенно когда число хромосом остается неизменным. Геликоний Бабочки с их недавно раскрытой историей видообразования представляют собой убедительное повествование о том, как гибридизация может стимулировать видообразование у животных.

«Исторически гибридизация считалась плохой вещью, которая не имела особого значения, когда дело касалось эволюции», — сказал Нил Россер, сотрудник энтомологии Гарвардского музея сравнительной зоологии, который был соавтором исследования и занимался его генетическим картированием с постдокторантом Гарварда. товарищ Фернандо Сейшас. «Но геномные данные показали, что на самом деле гибридизация между видами широко распространена».

Полученные результаты могут изменить наше представление о понятии вида. «Многие виды не являются целыми единицами», — сказал Россер. «Они довольно неплотны и обмениваются генетическим материалом».

Гибрид + гибрид = новый вид

Россер и его коллеги секвенировали геном вида. Геликоний возвышенный . Они обнаружили, что этот вид появился после гибридизации двух других видов около 180 000 лет назад: Х. мельпомен и ЧАС . пардалинус .

Все о Х. повышенный предполагает, что это новый вид. У него особое растение-хозяин в виде гусеницы, другие феромоны, разные цветовые узоры, форма крыльев и полет — это совершенно новый вид. Еще более поразительно то, что все три вида теперь обитают на обширной территории тропических лесов Амазонки, занимая разные экологические ниши.

«Обычно виды считаются репродуктивно изолированными», — добавил соавтор Джеймс Маллет, профессор организменной и эволюционной биологии в Гарварде. «Они не могут производить репродуктивно плодовитые гибриды». Хотя в настоящее время имеются доказательства гибридизации между видами, трудно было подтвердить, что эта гибридизация каким-то образом участвует в видообразовании. Как выразился Маллет: «Вопрос заключается в следующем: как можно объединить два вида и получить из этого коллапса третий вид?»

Однако подавляющее большинство Х. поднял геном происходит от одного из родительских видов (Х. пардалинус ). Этот минимальный, но значительный генетический вклад иллюстрирует увлекательный аспект эволюции: иногда небольшая часть генома может оказать глубокое влияние на эволюционную траекторию организма. Именно на этих генетических «островках» мы находим черты, которые позволяют Х. повышенный процветать в своей нише, отличая его от родительского вида, несмотря на продолжающийся поток генов.

Например, одна из наиболее ярких особенностей Геликоний возвышенный это окраска крыльев. Эти цвета предназначены не только для демонстрации; они выполняют важнейшую функцию в мимикрии, защищая бабочек от хищников. Мимикрия в Геликоний является хорошо изученным явлением. У разных видов одинаковые рисунки крыльев, и все они сообщают о токсичности — стратегии выживания, которая снижает вероятность быть съеденным.

Виды могут «протекать»

Новое исследование — это больше, чем просто обнаружение редкого события: случай Геликоний возвышенный бросает вызов традиционным взглядам на видообразование и адаптацию. Это может даже изменить то, как мы видим вид.

Это показывает, что виды, возможно, не так четко определены, как мы думали — листья на древе эволюции имеют размытые линии. Предыдущие исследования уже показали, что разница между видами и подвидами не так очевидна, как когда-то считалось, и за последние десятилетие или два исследователи находили все больше и больше подсказок о том, что гибридизация также играет роль в этом процессе.

«За последние 10–15 лет произошла смена парадигмы с точки зрения важности гибридизации и эволюции», — сказал Россер.. Традиционно считалось, что гибридизация препятствует видообразованию. Сейчас, похоже, дело обстоит наоборот. «Эволюционирующие виды постоянно обмениваются генами, и следствием этого является то, что это может фактически вызвать эволюцию совершенно новых линий», — сказал Россер.

Исследование было опубликовано в Природа .