Сотрудник Института экологии горных территорий им. А.К. Темботова РАН Мухамед Кармоков изучил, чем отличаются хромосомы трех популяций комаров-звонцов Chironomus «annularius» sensu из разных регионов Кавказа, а также сравнил их с насекомыми тех же видов, живущими в Сибири, Северной Америке и других регионах. Оказалось, что по форме хромосом разные популяции кавказских звонцов отличаются друг от друга так же, как их родственники с соседних континентов. Научная статья опубликована в журнале Comparative Cytogenetics.
Кавказ — довольно крупный географический регион, большую часть которого занимают Кавказские горы. В одной и той же горной системе климат на разной высоте может разительно отличаться. Это одна из причин высокого биологического разнообразия на сравнительно компактной горной территории. Но образование новых видов и популяций в пределах одного вида может идти разными путями. Например, две группы особей может внезапно разделить землетрясение или наводнение, а есть вариант, что индивиды из соседних популяций выберут разные стратегии выживания (кто-то плавает и питается растительностью, а кто-то бегает и охотится на насекомых). Образование новых популяций и даже видов может случиться и благодаря мутациям: так произошло с несколькими породами кошек-сфинксов. Редко эволюционные события имеют единственную причину — гораздо чаще их вызывает комплекс факторов.
Автор новой статьи остановился на генетическом аспекте видообразования. Сейчас практически все системы классификации живых организмов строятся именно на данных о составе ДНК и ее укладке в хромосомах. Комары в этом плане удобны тем, что в клетках их слюнных желез хромосомы на порядки крупнее и толще, чем в клетках других животных, поэтому их легко изучать под световым микроскопом и сравнивать, как выглядят хромосомы представителей близких видов: какие короче, какие длиннее, каково их общее число и т.д. Такой цитогенетический анализ Мухамед Кармоков провел на гигантских хромосомах, взятых от личинок комаров-звонцов вида Chironomus annularius (некоторые зоологи считают этот таксон комплексом видов). Собранные им личинки происходили из Закавказья, с восточной части Северного Кавказа и с Центрального Кавказа. Он сравнил длину их хромосом и состав их отдельных участков у представителей этих трех популяций, а также сопоставил с цитогенетическими данными о звонцах Chironomus annularius Европы, Сибири, Казахстана и Северной Америки.
Оказалось, что хромосомы звонцов из разных регионов Кавказа отличаются друг от друга не меньше, чем от европейских, североамериканских или сибирских представителей того же вида. Хирономусы из Закавказья в плане цитогенетики больше всего похожи на своих европейских родственников, с Центрального Кавказа — на азиатских, а комары-звонцы с восточной части Северного Кавказа образуют собственную группу, меньше всего похожую по форме конкретных участков хромосом на остальных. Выходит, генетическое многообразие Chironomus annularius в Кавказском регионе очень велико. Тем не менее хирономусы из разных уголков Кавказа отличаются не настолько сильно, чтобы считать их отдельными видами.
Интересно, что генетическое разнообразие в двух из трех исследованных популяциях кавказских звонцов не подчиняется закону Харди — Вайнберга. Этот закон гласит, что в большой замкнутой группе особей одного вида, в пределах которой они могут скрещиваться с кем угодно (т.е. у всех одинаковые шансы размножиться), самой большой должна быть доля гетерозигот — организмов, несущих два разных варианта одного и того же гена. Это явление наблюдается потому, что в долго существующей популяции все варианты генов уже «перемешались» благодаря свободному скрещиванию, и самые неудачные из них исчезли вместе со своими носителями в результате естественного отбора. Тот факт, что немалая часть кавказских хирономусов не подчиняется закону Харди — Вайнберга, говорит о том, что в этих популяциях и сейчас активно идет эволюционный процесс.
Также возможна ситуация, когда встречаемость одного из вариантов генов в группе организмов аномально высока, потому что все ее члены произошли от небольшого количества особей, по случайности имевших именно этот вариант. В любом случае разнообразие хромосом Chironomus annularius, обитающих на Кавказе, говорит о том, что в этом регионе особенно интенсивно появляются насекомые с новыми признаками.
Источник контента: nformio.ru
