Тропики — колыбель новых видов

Тропический климат известен разнообразием видов: возможно из-за того, что древние роды хорошо сохраняются в таких областях вместо того чтобы быть вытесненными новыми видами; возможно из-за того, что тропическая среда способствует быстрому образованию видов. Новое исследование семейного дерева муравьев дает повод считать, что оба объяснения могут оказаться правдивыми.

Для статьи, которую недавно опубликовали в «Evolution», ученые исследовали местонахождение и скорость видообразования муравьев со времен их возникновения примерно между 139 и 158 миллионами лет назад.  Результаты работы указывают на то, что область Неотропиков, куда входит Южная Америка, Центральная Америка и часть Северной Америки одновременно является Родиной первых муравьев и оживленным инкубатором с точки зрения их разнообразия.

К тому же, большая часть такой активности приходится на тропические части области, говорит Корри Моро (Corrie Moreau), энтомолог из Филдивського музея естественной истории в Чикаго, Иллинойс и соавтор статьи.

«Если вы проведете некоторое время где-нибудь в тропиках, то определенное заметите, что муравьи повсюду», — говорит Моро. Другие живые существа в тропиках тоже процветают, и биологи выдвинули несколько возможных объяснений.

В одной из гипотез — «музейной» — говорится следующее: если среда, в которой виды возникли со временем почти не меняется, то оригинальные виды в нем хорошо сохраняются. В таком случае муравьи могли появиться в один из ранних этапов видообразования в тропиках и остаться в них, при этом определенная часть новых видов мигрировала в другие места. Согласно другой гипотезе («колыбели»), небольшая часть видов могла мигрировать к тропикам и уже там положить начало большому количеству новых видов.

В 2006 году Моро и ее коллеги проанализировали ДНК от живых муравьев и морфологию окаменевших, чтобы создать грубый набросок родового дерева муравьев.

В предварительное исследование вошли 149 видов из 19 подсемейств муравьев, среди них 43 представлены лишь в виде окаменелых остатков. Оно помогло передвинуть время возникновения муравьев от примерно 125 миллионов лет назад в 168 миллионов. В настоящем исследовании почти в два раза больше видов (295), дополнительные таксоны (21 подсемейство) и 45 видов окаменевших муравьев, которые охватывают 100 миллионов лет. Дополнительные данные позволили Моро и ее соавтору Чарльзу Беллу (Charles Bell), биологу из Университета Нового Орлеана в Луизиане определить 10 этапов в эволюции муравьев, при которых скорость видообразования существенно менялась.

Кроме того, исследователи привязали эти изменения к точкам на карте. Они обнаружили, что в прошлые времена зона Неотропиков скорее всего была домом для наиболее старых и различных семей и эта область продолжает играть роль своеобразной помпы видов. Это дает повод считать, что ни гипотеза «музея», ни «колыбели» не властвует над другой в биоразнообразия муравьев — они обе делают важный вклад.

Неотропики, о которых говорится в статье, не ограничиваются тропическими зонами, однако Моро считает, что лишь незначительная часть исследованных родов могла распространиться дальше в более умеренные области. «Остальные из родов полностью или преимущественно распространяются тропиками», — говорит она.

Скотт Пауэлл (Scott Powell), биолог из Университета Джорджа Вашингтона, город Вашингтон говорит, что охвачен в исследовании временной промежуток подтверждает его достоверность. А комбинированные данные молекулярного исследования и исследования ископаемых «очень четко демонстрируют» то, что гипотезы «музея» и «колыбели» могут сосуществовать, говорит он. К похожим выводам пришли и проведенное в 2006 году исследование жуков.

Пауэлл говорит, что в дальнейшем он хотел бы увидеть, как эти результаты воспроизводятся на более низком таксономическом уровне, например в пределах распространения родов муравьев, чем более высокого уровня подсемейств.

«Возможно, эта область стала такой важной, поскольку здесь очень большие зоны влажных тропиков оставались постоянными в течение длительного промежутка времени», — говорит Наоми Пирс (Naomi Pierce), биолог из Гарвардского университета в Кембридже, Массачусетс, которая когда-то была консультантом Моро.

Автор: Лукас Лаурсен
Источник: Nature