У любого владельца пресноводного домашнего аквариума наверняка были гуппи (Poecilia reticulata), эти маленькие, яркие цветные рыбки, очень склонные к размножению. Теперь поселения гуппи, которые находятся под контролем ученых в естественной среде обитания, в Тринидаде, преподают исследователям настоящий эволюционный урок на выживание, благодаря редкой генетической черте.

В выпуске газеты «Природа» от 1 июня ученые из шести учреждений детально объясняют, как самцы гуппи с самыми красочными и редкими расцветками более успешно выживают в дикой местности, чем их обычные сородичи.

«Это исследование досконально объясняет способность к выживанию, в зависимости от частоты распространения» — говорит основной исследователь, Кимерли А. Хьюс, биолог из университета Иллинойса. – «Мы обнаружили, что у гуппи редких расцветок есть гораздо больше шансов выжить».

В масштабе сроков эволюции, способность к выживанию, зависимая от плотности распространения, означает, что у особей с редкими генными мутациями есть преимущество относительно общего вида, просто за счет «редкости» данной особи. Эта особенность важна, потому что она приводит к полиморфизму, появлению различных новых видов, в том же самом сообществе.

Этот же процесс мог стать катализатором к появлению новых генетических вариаций среди людей, сказала Хьюс, которая также является членом Института геномной биологии в Иллинойсе.

Например, она отметила, что гипотетически, те гены, которые вовлечены в патогенное противодействие, более полиформны. Дело в том, что болезнетворные микроорганизмы успешнее атакуют особей с одинаковыми характеристиками, а у особей с редкими показателями есть больше шансов выжить.

Однако эту теорию трудно проверить, и в целом способность к выживанию у редких особей, было трудно задокументировать, сказала Хьюс.

Строение гуппи обеспечило возможность проверки того, мог ли этот вид отбора действительно спровоцировать полиморфизм в естественных условиях, потому что гуппи как раз являются довольно полиморфными, и с ними легко работать в полевых условиях.

Исследователями были проведены 34 манипуляции в 19 искусственных потоках на протяжении четырех лет. Они взяли гуппи из двух притоков реки Куар и главной реки Маусика, отделили самок от самцов, а затем вернули их в поток.

«У нас было два цветовых образца на одном специфическом участке» — сказала Хьюс. – «В первой половине эксперимента мы сделали образец №1 редким, а образец №2 обычным. В другой – образец №2 мы сделали редким, а №1 обычным. Это позволило нам определить, что это была редкость сама по себе, а не какой-либо специфический аспект расцветки. Вне зависимости от того, какой субъект был редок или обычен, у редкого типа способность к выживанию была сильнее».

Спустя 15 и 17 дней, в зависимости от месторасположения, исследователи снова отыскали и выловили всех взрослых гуппи. У редких самцов был больший процент выживших на трех участках. В целом 84% редких самцов прожили до конца эксперимента, в то время как лишь 69% обычных самцов выжили.

Самая важная причина смертности среди гуппи в дикой природе – это хищники, большие рыбы, живущие в тех же самых течениях. «Возможно, хищники, которые охотятся на гуппи, визуально больше сосредоточены на обычных расцветках» — сказала Хьюс.

«Хищники могут формировать «поиск по изображению» самых общих типов добычи и могут быть менее успешны при поиске добычи, которая отличается от нормы, — сказала она. – Эти хищники ограничили внимательность. Возможно, это порождает и особый вид хищничества, зависимый от частоты распространения добычи. И это тоже поддерживает полиформизм в природе».

Альтернативная теория заключается в том, что самцы гуппи изменяют поведение в ходе естественной природной борьбы редких особей против обычных, а также ученые полагают, что поведение может меняться в зависимости от поведения хищников. Они думают, что новые эксперименты будут способны изучить поведение и хищников, и добычи, чтобы определить, какая теория работает.

В более ранних исследованиях Хьюс и ее коллеги подтвердили, что самки гуппи предпочитают спариваться с самцами новых для них окрасок. Авторы статьи из газеты «Природа» предположили, что самки предпочитают редких самцов, потому что спаривание с ними понижает и их собственный риск стать жертвой хищников.

Этими шестью соавторами с Хьюс были: Роерт Олендорф (подростковый исследователь из Школы интегральной биологии Иллинойса), Ф. Хелен Родд и Дэвид Панзэлен (факультет зоологи университета Торонто), Энн Э. Хоуд (факультет биологи Лесного колледжа озера в Иллинойсе), Карла Херт (Тропический научно-исследовательский институт Смитсона, Морская Лаборатория Наос, Панама) и Дэвид Н. Резник (факультет биологии, университет Калифорнии в Прибрежной полосе).

Исследовательская работа была поддержана грантами от Национального научного фонда для Хьюс, Хоуд и Резника, и грантом от Совета естественных и технических наук Канадя для Родд. В течение 1996 года Хьюс также была поощрена Национальным товариществом обслуживания исследования от национальных институтов здоровья, и Родд – грантом от Центра популяционной биологии Университета Калифорнии, Дэвис.
———
www.innovations-report.com/html/reports/life_sciences/report-60529.html