Gėlavandenės žuvys vystosi greičiau nei jūros žuvys • Varvara Vedenina • Mokslo naujienos apie "Elementus" • Evoliucija, ekologija, Ichthyology

Gėlavandenės žuvys vystosi greičiau nei jūros

"Atherinopsidae" šeimos "Menidainae" (viršuje Chirostoma Humboldtianumžemyn žemyn C. estor) Nuotrauka iš straipsnio Barriga-Sosa ir kt., 2005

Remiantis molekulinės analizės duomenimis, Kanados biologai rekonstravo gėlavandenių ir jūrinių rūšių rūšių įvairovės istoriją vienoje iš aterinforminių žuvų lobių (evoliucinių šakų). Pasirodo, gėlavandenės žuvys yra ne tik specifiškumo greitis, bet ir išnykimo greitis. Vis dėlto gėlavandenių rūšių įvairovė taip pat yra didesnė už jūrų įvairovę.

Gėlavandenio biotopai sudaro tik apie 0,01% viso vandens buveinių; o jose gyvena 40% visų žinomų žuvų rūšių. Likę 60% rūšių gyvena jūrų vandenyse, kurie sudaro daugiau kaip 99%? Yra keletas hipotezių. Gėlavandenių rūšių populiacijose yra daug daugiau geografinių kliūčių, dėl kurių sumažėja genų srautas ir, žinoma, prisidedama prie gyventojų diferencijavimo. Gėlavandeniai biotopai yra labiau aplinką tausojantys ir, be to, yra labiau linkę į įvairias tektonines įtakas. Visi šie veiksniai prisideda prie alopatrio ir simpatrio formavimosi.Geometriniu požiūriu izoliuotos populiacijos su alopatrijos išskyrimu vystosi savarankiškai, prisitaiko prie atitinkamų sąlygų skirtinguose biotopuose. Simpatritinė veislė, vykstanti be visiškai atskirtų naujų rūšių diapazonus, gali būti intensyvesnė mažame izoliuotame rezervuare nei didelėje rezervuare, nes padidėjusi konkurencija pirmą kartą gali prisidėti prie pagreitinto ekologinių nišų skirtumo ir specializacijos.

Kita vertus, daugelis jūrų gyvūnų yra labai įvairios. Manoma, kad didėjant asortimentui, auginimo tikimybė didėja. Todėl galima tikėtis, kad tarp jūros būtybių įvairovė taip pat turėtų būti gana intensyvi. Todėl paaiškinimas, kodėl gėlo vandens telkiniai yra turtingesni nei jūrų rezervuarai, atsižvelgiant į rūšių įvairovę, nėra toks akivaizdus.

Kanados mokslininkai iš Toronto universiteto nusprendė spręsti šią problemą atherinoobraznych žuvų, priklausančių šeimos Atherinopsidae šeimos Menidainae. Nustatyta, kad tokios studijos patogu laikyti šios šeimos žuvis, nes juose yra ir jūrų, ir gėlavandenių rūšių žuvys.Taip pat manoma, kad šioje grupėje evoliucijos metu daug kartų vyko perėjimai iš jūrų į gėlavandenius kūnus ir nugarą. Straipsnyje analizuojami keturių genų (du mitochondrijų ir du branduoliai) nukleotidų seka iš 58 žuvų rūšių. Po to, naudojant specialias programas, jie rekonstravo originalią (protėvių) rūšį, apskaičiavo rūšiavimo greitį, išnykimo greitį ir perėjimų iš jūros skaičių į gėlavandenius kūnus ir atgal .

Pav. 1. Filogenetinis medis iš atherinoobraznyh žuvų iš pogrupio Menidiinae, pastatytas remiantis keturių genų analizės pagrindu. Raudonai pažymėtos jūros rūšys mėlynas – gėlo vandens. Išilgai horizontalios ašies – milijonus metų. Paveikslėlis iš aptariamo straipsnio Evoliucija

Filogenetinis medis, pastatytas remiantis keturių genų analize, parodė, kad šiuolaikinių Menidiinae protėviai buvo išskirtinai jūrų rūšys (1 pav.). Šio pogrupio jūrų atstovai buvo mažiausiai 7 milijonai metų senesni nei gėlavandenės rūšys. Pasirodo, kad nepriklausomi perėjimai iš jūros vandens į gėlo vandens telkinius įvyko keturis kartus, o atgalinės perėjos įvyko tris kartus ir taip pat savarankiškai. Taigi migracija į priešingą pusę buvo beveik vienoda (pav.2D). Be to, filogenetinio medžio giliavandenių žuvų jungtys yra trumpesnės, galima pastebėti, kad dauguma gėlavandenių žuvų yra labai jaunos rūšys, paprastai jaunesnės nei jūros.

Pav. 2 Speciation rate (A)rūšies išnykimo greitis (B)bendroji rūšių įvairovė (C) ir perėjimų nuo jūros iki gėlųjų vandenų ir atgal dažnumas (D) jūrų (raudona spalva) ir gėlo vandens (mėlynas) žuvų rūšys pogrupyje "Menidiinae". Y ašis – rūšių atsiradimo tikimybė. Paveikslėlis iš aptariamo straipsnio Evoliucija.

Specifikacijos greitis buvo gerokai didesnis gėlo vandens nei jūrų rūšims (2A pav.). Tačiau išnykimo greitis taip pat buvo nepalyginamai didesnis nei gėlavandenių žuvų nei jūros žuvys (2B pav.). Tačiau, kai autoriai įvertino bendrą rūšių įvairovę, išskaičiavę išnykimo greitį nuo rūšiavimo greičio, paaiškėjo, kad gėlavandenių rūšių įvairovė vis dar yra 1,2 karto didesnė už jūrų gyvūnų įvairovę (2C pav.).

Kaip galima paaiškinti giliavandenių žuvų išnykimo greitį? Vandenynai yra gana stabilūs ir susiję su kitais biotopais. Priešingai, gėlo vandens telkiniai yra nestabili ir erdvėje izoliuoti.Klimato kaitos dėka jūros organizmai gali lengvai pereiti į tinkamesnes buveines, o gėlavandeniai organizmai laikomi jų vandens telkinio užmušimu. Pavyzdžiui, per šaltus burtus, gėlavandenės rūšys neturi kito pasirinkimo, kaip mirti.

Iš esmės, kai maisto ištekliai yra gausūs ir konkurencija yra maža, o vandenynų ir jūrų vandenyse, rūšiavimo norma turi būti apibūdinama eksponentine funkcija. Priešingai, palaipsniui didėjančio išteklių trūkumo ir padidėjusios konkurencijos sąlygomis, kaip ir gėlo vandens telkiniuose, auginimo greitis gali išaugti, bet tada jis turi sumažėti. Tačiau Menidiinae atstovų atlikta analizė parodė šiek tiek kitokį vaizdą (3 pav.). Atrodo, kad rūšiavimas dar nepasiekė nei jūros, nei gėlavandenių rūšių. Ypač įspūdinga yra grynųjų vandenų rūšių kreivė: per pastaruosius milijonus metų ji ypač sparčiai augo. Galite tik pasidžiaugti jais – tai reiškia, kad vis dar yra neužimtos ekologinės nišos, kurias ateityje gali atsirasti naujų rūšių žuvys.

Pav. 3 Jūrų rūšiavimo greitis (raudona spalva) ir gėlo vandens (mėlynas) Menidiinae rūšis.Paveikslėlis iš aptariamo straipsnio Evoliucija.

Autoriai teigia, kad panašius modelius galima gauti analizuojant kitas žuvų grupes, taip pat kitus vandens organizmus. Išimtis gali būti koralų rifų gyventojai (tarp kurių, beje, nėra Menidiinae). Dėl rifų galima stebėti tuos pačius modelius kaip ir gėlo vandens telkiniuose – stipri konkurencija dėl prieglobsčio ir maisto išteklių, taip pat erdvinis biotopų atskyrimas. Tačiau rifai yra ypatingos ir santykinai retos buveinės, palyginus su pasaulio vandenynų teritorija. Todėl aptariamas straipsnis gali tęstis, palyginus kitas vandens organizmų grupes, kad būtų patvirtinta hipotezė, kad grynaveislių būtybių greita rūšiavimas.

Šaltinis: Devin D. Bloom, Jason T. Weir, Kyle R. Piller, Nathan R. Lovejoy. Ar gėlavandenių žuvų įvairovė greičiau nei jūros žuvys? Testas, naudojantis valstybei priklausančią ir pasaulinę "New World silversides" (Atherinopsidae) filogenetinę savybę. Evoliucija. 2013. Priimtas straipsnis. DOI: 10.1111 / evo.12074.

Varvara Vedenina


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: