Спидран по эволюции за 30 лет: мастер-класс от морских улиток

Шведские ученые на протяжении 30 лет наблюдали , как морские улитки меняют свою внешность и генетику, приспосабливаясь к новым условиям жизни. Эксперимент начался в 1992 году на небольшом скалистом островке архипелага Костер, когда морской эколог Керстин Йоханнессон из Гётеборгского университета решила заселить его 700 моллюсками особого типа.

На самом деле, история берет начало чуть раньше. В 1988-ом токсичное цветение водорослей уничтожило большую часть популяции моллюсков Littorina saxatilis в регионе. Так, именно природная катастрофа освободила территорию для необычного исследования. Йоханнессон намеренно выбрала улиток с другими характеристиками, чем те, что обитали здесь раньше. На маленький скалистый островок длиной всего три метра она поместила моллюсков "крабового" экотипа, которые отличались от прежних обитателей - улиток "волнового" типа.

"Крабовый" экотип развился в местах, где главную опасность представляли крабы. У этих моллюсков более крупные и толстые раковины без узоров, с относительно небольшим входным отверстием. Более того, они ведут особенно осторожный образ жизни - адаптация к жизни рядом с хищниками.

"Волновой" экотип, напротив, сформировался на участках, где крабов нет, но есть постоянное воздействие морских волн. Они мельче, имеют более тонкие узорчатые раковины с широкими отверстиями и ведут себя гораздо смелее. Именно они населяли экспериментальный островок до катастрофы 1988 года.

В новой популяции ученые отслеживали три типа изменений. Во-первых, наблюдали за внешними признаками: средней длиной раковин, их толщиной, окраской, узорами и рельефом. Предполагалось, что постепенно характеристики будут меняться от "крабового" типа к "волновому".

Внешние изменения проявились довольно быстро, учитывая, что улитки производят одно-два поколения в год. Изначально бежевые раковины приобрели разнообразную окраску, стали более гладкими и тонкими. Входные отверстия расширились, а кончики раковин утратили заостренность.

Второй аспект наблюдений касался генетической вариативности - вероятности появления определенных типов генов в заданных участках генома. Третий момент - отслеживание крупных генетических перестроек, называемых хромосомными инверсиями.

Как показал ДНК-анализ, оба типа изменений развивались в ожидаемом направлении: популяция постепенно утрачивала характеристики "крабового" экотипа и все больше напоминала соседнюю группу "волновых" улиток.

Предсказуемость эволюции объясняется несколькими факторами. Нужные признаки уже присутствовали в геномах улиток "крабового" типа, хотя и в небольшой концентрации. Кроме того, "волновые" улитки из популяции, обитавшей всего в 160 метрах от экспериментального островка, могли приплывать и вносить свой генетический вклад.

Соавтор исследования Аня Вестрам отмечает: не все виды имеют доступ к столь обширным генным пулам, а появление совершенно новых признаков - крайне медленный процесс. По ее словам, адаптация - сложный механизм, особенно в условиях современных климатических изменений, загрязнения среды и появления новых паразитов.

Ученые подчеркивают важность сохранения разнообразия природных местообитаний, чтобы виды не теряли свою генетическую вариативность.