Источник: phys.org, перевод: Хроники Обухова
Новое исследование Йельского университета идентифицировало отдельный вид безглазых пещерных рыб. Это открытие бросает вызов давно укоренившемуся мнению о том, что пещеры и другие подземные экосистемы являются эволюционными тупиками.
Исследование показывает, что три вида южных пещерных рыб, включая недавно открытый вид Typhlichthys styx, эволюционировали от общего предка, который приспособился к жизни под землей и расселился через водоносные горизонты в растворимых подземных скальных породах на юго-востоке США. Это исследование предоставляет лучшее на сегодня доказательство того, что видообразование (процесс, когда один вид разделяется на два или более) может происходить у видов, приспособленных к выживанию исключительно в подземных экосистемах.
Результаты исследования опубликованы в журнале Integrative Organismal Biology. Томас Нир, профессор экологии и эволюционной биологии Факультета искусств и наук Йельского университета (FAS), является старшим автором работы.
Исследователи объяснили, что процесс видообразования в подземных экосистемах до сих пор остается малоизученным.
В своей эпохальной книге "Происхождение видов" (1859 год) Чарльз Дарвин описывал пещерных организмов как "обломки древней жизни" - остатки старых линий, которые выжили благодаря адаптации к изолированным средам, тогда как родственные им виды вымерли. Впоследствии возникла распространенная гипотеза, что подземные экосистемы являются "эволюционными тупиками", поскольку виды, которые к ним приспособились, якобы перестают диверсифицироваться (разделяться) на новые виды.
Это новое исследование изучает три вида южных пещерных рыб, которые отделились друг от друга после того, как их предки заселили подземные экосистемы: два ранее известных вида (Typhlichthys subterraneus и Typhlichthys eigenmanni) и недавно открытый третий вид - Typhlichthys styx.
Для этого исследования ученые проанализировали генетические данные, чтобы создать калиброванное по времени эволюционное дерево южных пещерных рыб, которые населяют пещерные системы от Аппалачей до плато Озарк на юго-востоке США. Генетический анализ выявил географически обособленную третью линию южных пещерных рыб (в дополнение к двум ранее известным видам), популяции которой обитают в штатах Теннесси, Алабама и Джорджия. Он также показал, что эти линии имели общего предка примерно 8 миллионов лет назад.
Ученые провели КТ-сканирование образцов различных линий, которое выявило различия в структуре скелета этой новой линии по сравнению с двумя другими. Хотя все виды южных пещерных рыб потеряли глаза в процессе эволюции и приспособления к жизни в полной темноте, исследование показало, что череп нового вида сохранил остатки межглазных костей, которые когда-то формировали часть глазниц. У двух других видов эта кость отсутствует.
Исследователи отметили, что расселение различных популяций южных пещерных рыб вдоль их ареалов не совпадает с расположением наземных рек и ручьев региона, что ранее затрудняло понимание того, как именно распространялся этот вид.
Поэтому они заглянули под землю в поисках возможного механизма расселения. Ученые обнаружили, что основные различия между популяциями и видами соответствуют границам водоносных горизонтов региона - подземных геологических структур, удерживающих грунтовые воды. Водоносные горизонты создали полости и каналы в карстовых ландшафтах региона (рельеф, образующийся в результате растворения водой известняка и других растворимых пород), что и способствовало широкому расселению пещерных рыб.
Многие популяции Typhlichthys styx и других видов южных пещерных рыб находятся под угрозой из-за человеческой деятельности, которая истощает и загрязняет подземные воды. Речь идет о строительстве дамб, чрезмерном использовании воды, а также сбросе промышленных и сельскохозяйственных отходов.
