Ученые нашли растения, которые эволюционируют за одну жизнь
Около 3,7 миллиардов лет назад цепочка аминокислот — таких же, какие астрономы находили в метеоритах и недавно в звездных яслях у центра Млечного Пути — вступила в реакцию с природным катализатором и запустила процесс самовоспроизведения.
С тех пор эти молекулы породили невероятное разнообразие жизни. Дарвин объяснил, как виды меняются со временем: если разделить одну популяцию на две и изолировать их на тысячи или миллионы лет, они станут разными видами.
Но эволюция может работать и быстрее. Например, гибридизация ускоряет появление новых видов, хотя и приводит к генетическому смешению. Еще один способ — удвоение хромосом. Это называется автополиплоидией. Растение случайно копирует свой геном, и его потомки получают двойной набор. Такие особи могут скрещиваться с обычными, но их дети чаще всего нежизнеспособны.
Раньше ученые считали автополиплоидию редкой аномалией, а сами полиплоиды — неудачными мутантами. Оказалось, они встречаются часто и отлично выживают. Также думали, что полиплоиды не могут сосуществовать с исходным видом: раз они конкурируют за одни ресурсы, один вариант должен победить. Но и это оказалось не так.
Новое исследование посвящено скромному растению — Galax urceolata, или галакс чашевидный (его еще называют beetleweed). В Аппалачах галакс представлен тремя разными хромосомными наборами — цитотипами.
Результаты опубликованы в издании The American Naturalist.
Во время полевых работ я обнаружила, что в одной популяции могут быть все три цитотипа, — говорит Шелли Гейнор, автор исследования.
Мне было интересно, смогут ли они сосуществовать долгое время или один в итоге вытеснит остальных.
Этот пример показывает, как быстро может возникать биоразнообразие. Если автополиплоидия позволяет новым формам закрепляться и сосуществовать с предковыми видами, значит, эволюция работает гибче, чем считалось. Это важно для сельского хозяйства (создание устойчивых сортов) и экологии (понимание адаптации видов к изменениям среды).
Однако исследование основано на моделировании, а не на долгосрочных наблюдениях. Гарантирует ли математическая модель реальное поведение популяций? Нужны дополнительные эксперименты.
Ранее ученые выяснили, что помогает растениям не проспать весну.