Огромное исследование эволюции заставляет нас переосмыслить, где эволюционируют виды Земли

В течение последних нескольких месяцев биологи из Мичигана днем ​​и ночью проводили компьютерные симуляции, пытаясь составить самое большое эволюционное генеалогическое древо рыб в истории области. Теперь, около 30 000 видов рыб позже, результаты опубликованы в Природа и они ставят под сомнение десятилетнее эволюционное предположение.

Биологи давно заметили географическую закономерность формирования вида. В теплых тропических местах, как правило, гораздо больше разновидностей, чем в холодных, бесплодных. «Разница в видовом разнообразии от полюсов до тропиков является одной из« больших закономерностей »в биологии», - объясняет ведущий автор исследования и зоолог Мичиганского университета Даниэль Рабоски, доктор философии. в электронном письме Inverse. «Даже не ученые знают, что тропики славятся своим выдающимся биологическим разнообразием».

Но новая статья Рабоски, опубликованная в среду, по-новому смотрит на эту старую теорию. Гигантское древо рыб говорит о том, что это холодный места на земле - не тропические - которые являются очагами для новых видов.

Красная Королева бежит быстрее, когда жарко

Попытки объяснить биологическое разнообразие тропиков частично основывались на идее «градиента разнообразия широт». По сути, это означает, что на нашей планете прямо в центре есть горячая точка для видообразования, расположенная на экваторе. Это, однако, не потому, что тропики - прекрасное место для жизни.

Предыдущие исследования показывают, что взаимодействие между паразитами, хищниками и другими угрозами выживанию в тропиках сильнее, поэтому естественный отбор работает в два раза быстрее, чтобы опередить все эти угрозы, говорит Рабоски. Это, в свою очередь, привело к разнообразию видов тропических рыб, которые мы все знаем и любим. Биологи, которым всегда нравились концептуальные аналогии, любят сравнивать процесс со сценой Льюиса Кэрролла. Через зеркало когда Алиса бросает вызов гонке против Красной Королевы:

«Медленная страна!» - сказала королева. «Теперь, вот, понимаешь, для того, чтобы держаться на одном месте, нужны все беги, которые ты можешь сделать. Если вы хотите попасть куда-то еще, вы должны бежать как минимум вдвое быстрее! »

Из этой несколько эксцентричной аналогии вытекает традиционная мудрость в эволюционной биологии: красная королева бежит быстрее, когда ей жарко. Это до сих пор, потому что исследования Рабоски опровергают все это.

Новая модель для видообразования

После построения и анализа эволюционного дерева Рабоски и его команда пришли к выводу, что за последние миллионы лет рыбы, живущие в полярных водах, на самом деле образовывали новые виды в два раза быстрее, чем рыбы в тропических водах.

Как этой команде удалось найти убедительные доказательства, которые противоречат векам эволюционной теории? Они начали с анализа доступных данных ДНК около 5000 видов рыб, а затем использовали другие методы размещения, чтобы оценить, где оставшаяся рыба должна вписаться в семейное древо. Запуск программы статистического анализа под названием BAMM на этом «генеалогическом древе» подсчитал, как быстро виды расходятся друг с другом, сравнивая различия в их ДНК: обычно можно предположить, что чем меньше ДНК у двух видов, тем больше времени прошло с тех пор, как они «расходились». ”От одного вида на два отдельных.

«Это дерево намного больше, чем любое предыдущее исследование рыб», - говорит Рабоски. «Это позволило нам оценить скорость, с которой виды формируются с гораздо большей точностью, чем предыдущие исследования». Однако его новаторское открытие имеет подвох: пока нет хорошего объяснения этому.

Рабоски и его команда все еще не совсем уверены, почему скорость видообразования выше на полюсах. Он предполагает, что это может сводиться к идее, что жесткие полярные условия - такие как оледенения и постоянный ледяной покров - вызвали серию массовых вымираний, которые открыли дверь для формирования новых видов. Он называет это «эффектом отскока».

«Возможно, вымирание приводит к быстрому уничтожению видов в высоких широтах, но новые виды формируются, чтобы заполнить эти экологические ниши вскоре после того, как они исчезнут из-за исчезновения», - объясняет он.

Важно отметить, что, хотя виды на полюсах расходятся быстрее, чем в более низких широтах, в тропических регионах все еще наблюдается большее разнообразие видов. в общем и целом. Рабоски называет это «видовым богатством», которое до сих пор всегда объяснялось предположением, что виды имеют тенденцию быстрее расходиться в тропиках. Теперь выводы Рабоски пробивают это, но нет надежных альтернативных объяснений.

На данный момент кажется, что красная королева способна быстро бегать независимо от температуры. На самом деле, она может даже бежать быстрее, когда на улице холодно.