Представяме си еволюцията като за дърво, а отделните видове са листа на еволюционен клон. Понякога обаче листата се преплитат. Два различни вида понякога могат да създадат потомство, наречено хибриди. Най-разпространеният пример е мулето - потомство на кон и магаре.

Животинските хибриди често са безплодни, особено когато между родителските видове има значителни генетични различия. Въпреки това има и изключения. Понякога хибридите могат да бъдат плодовити, особено ако родителските видове са генетично сходни. В новото изследване изследователите описват един поразителен пример. Тези хибридни пеперуди не само са били плодовити - те са създали нов вид.

Пеперудите Heliconius са забележителни същества. Те са ярко оцветени, а цветовете им сигнализират, че не са вкусни за потенциалните хищници. Биолозите ги използват като модели за изучаване на това как чрез сложните си мимикрии новите видове стимулират генетичния обмен и екологичната адаптация.

При растенията хибридното видообразуване е добре документирано, до голяма степен поради удвояването на хромозомите. При животните обаче подобни събития са редки и сложни, особено когато броят на хромозомите остава непроменен. Пеперудите от вида Heliconius, с тяхната наскоро разкрита история на видообразуване, предоставят завладяващ разказ за това как хибридизацията може да доведе до видообразуване при животните.

"В миналото хибридизацията се е смятала за нещо лошо, което не е особено важно, когато става въпрос за еволюцията", коментира Нийл Росър (Neil Rosser), сътрудник по ентомология в Музея по сравнителна зоология в Харвард, който е съавтор на изследването и се занимава с генетичното му картографиране заедно с докторанта от Харвард Фернандо Сейксас (Fernando Seixas). "Но геномните данни показват, че всъщност хибридизацията между видовете е широко разпространена."

Откритията могат да променят начина, по който възприемаме понятието за вид.

"Много видове не са напълно дефинирани единици", коментира Росър. "Те са доста размити и обменят генетичен материал."

Хибрид + хибрид = нов вид

Росър и колегите му секвенират генома на вида Heliconius elevatus. Те установяват, че този вид се е появил след хибридизация преди около 180 000 години между два други вида: H. melpomene и H. pardalinus.

Всичко в H. elevatus подсказва, че това е нов вид. Той има различно растение-гостоприемник на гъсеници, различни феромони, различни цветни шарки, форма на крилата и полет - това е изцяло нов вид. Още по-забележително е, че и трите вида сега живеят на огромна площ от амазонската дъждовна гора, покривайки различни екологични ниши.

"Обикновено се смята, че видовете са репродуктивно изолирани", добавя съавторът Джеймс Малет (James Mallet), професор по организмова и еволюционна биология в Харвард. "Те не могат да създават хибриди, които да са репродуктивно плодовити."

Въпреки че вече има доказателства за хибридизация между видовете, трудно е било да се потвърди, че тази хибридизация по някакъв начин участва във видообразуването. По думите на Малет: "Въпросът е: как може да се съчетаят два вида и от това съчетание да се получи трети вид?"

Родословно дърво на родителските видове пеперуди, изобразяващо основните хибридизационни събития. Кредит: Neil Rosser.

Все пак преобладаващата част от генома на H. elevatus произхожда от един от родителските видове (H. pardalinus). Този минимален, но значителен генетичен принос илюстрира един очарователен аспект на еволюцията: понякога малка част от генома може да окаже дълбоко въздействие върху еволюционната траектория на организма. Именно в тези генетични "острови" откриваме черти, които позволяват на H. elevatus да се развива в своята ниша, отличавайки го от родителските видове въпреки продължаващия генен поток.

Например една от най-забележителните черти на Heliconius elevatus е оцветяването на крилата му. Тези цветове не са само за показ; те изпълняват важна функция в мимикрията, която предпазва пеперудите от хищници. Мимикрията при Heliconius е добре проучено явление. Различните видове показват сходни шарки на крилата, за да съобщят на всички за токсичността си - стратегия за оцеляване, която намалява вероятността да бъдат изядени.

Видовете може да са "размити"

Новото изследване е нещо повече от констатиране на рядко събитие: случаят с Heliconius elevatus поставя под въпрос традиционните възгледи за видообразуването и адаптацията. Това може дори да промени начина, по който виждаме видовете.

То показва, че видовете може да не са толкова добре дефинирани, колкото сме смятали - листата на дървото на еволюцията имат неясни граници. Вече предишни изследвания показаха, че разликата между видове и подвидове не е толкова ясна, колкото се смяташе някога, а през последните едно-две десетилетия изследователите откриват все повече доказателства, че хибридизацията също играе роля в този процес.

"През последните 10 или 15 години имаше промяна на парадигмата по отношение на значението на хибридизацията и еволюцията", обяснява Росър. Традиционно се смяташе, че хибридизацията потиска видообразуването. Сега изглежда точно обратното. "Видовете, които се развиват, непрекъснато обменят гени и следствието от това е, че всъщност може да предизвика еволюцията на напълно нови линии", отбелязва Росър.

Справка: Rosser, N., Seixas, F., Queste, L.M. et al. Hybrid speciation driven by multilocus introgression of ecological traits. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07263-w 

Източник: This butterfly developed from two different species, ZMEScience

Още по темата

18/04/2024

Животът

Опасни ли са боровите процесионки за нас и за дърветата?

28/04/2021

Животът

Повече азот от торове и фосилни горива може да означава по-малко пеперуди (видео)

09/01/2021

Земята

Как влияят климатичните промени върху африканския слон, пеперудата монарх и тигъра

11/06/2020

Животът

Откриха какво защитава крилата на пеперудите от проливните дъждове (видео)