Эволюция монстров: естественный отбор беспощадно уродует животных

7 Августа 2018

МОСКВА, 7 августа , Альфия Еникеева. Один из главных процессов эволюции — естественный отбор — разворачивается прямо на наших взорах. За последние полвека на Земле появились насекомые, не боящиеся пестицидов, мыши, не чувствительные к яду, и бактерии, устойчивые к антибиотикам. Кто и каким образом приспосабливается к неблагоприятным условиям в материале.

Пережившие ураган

Выяснилось, что после стихийного бедствия ящерицы заметно изменились у выживших пальцы на лапах оказались в среднем длиннее, передние конечности — больше, тело — короче, а бедренные кости — меньше. Ученые предположили, что эти признаки помогли рептилиям пережить ураган, и теперь они закрепятся в следующих поколениях Anolis scriptus, живущих на островах.

CC BY 2. 0 / Rian Castillo / Anolis scriptus femelleПосле ураганов Ирма и Мария в 2017 году внешний вид ящериц Anolis scriptus, ютящихся на островах в Вест-Индии, изменился — у выживших животных пальцы на лапах вам показались в среднем длиннее, фронтовые конечности больше, длина туловища короче

Искусственная эволюция

Чаще всего объектом изучения становились бактерии — они постепенного быстро размножаются, и геном у них небольшой по размеру, что позволяет за относительно короткое время исследовать процессы, на которые у более сложных организмов уходят тысячи лет. Самый известный эксперимент, начавшийся в 1988 году и продолжающийся до сих пор, заменила группа ученых из университета миннесота Мичиган, возглавляемая эволюционным микробиологом Ричардом Ленски.

В феврале 1988 года исследователи провели двенадцать популяций одного штамма кишечной палочки Escherichia coli (E. coli) и поместили их в искусственную среду, где единственным источником пищи была глюкоза. Кроме того, в растворе присутствовал цитрат, но E. coli не могли им питаться.

За тридцать лет (сменилось более 68 тысяч поколений кишечной палочки) бактерии во всех популяциях укрупнились и научились эффективнее усваивать питательные вещества, в том числе цитрат. Мутации, позволившие E. coli адаптироваться к среде обитания, во всех популяциях были разные, но происходили в одних и тех же генах каждое энтеробактериальное сообщество старалось найти свой подход в эволюции.

Зубы крепче, руководителя больше

В 1971 году исследователи перебросили пять пар взрослых особей Podarcis sicula с острова Под Кописте на соседний Под Маркару. Условия на новом месте напоминали привычную среду обитания, но там практически не было навозных хищников, и уже через тридцать лет рептилии, растёкшиеся по всему острову, зрительного отличались от сородичей на Под Кописте.

CC BY-SA 4. 0 / Kurt W. Becker / Lucertola campestre a cacciaСтенная ящерица (Podarcis siculus) при переселении на остров Под Маркару изменилась внешне: она стала больше, у нее укоротились задние конечности, а в желудочно-кишечном тракте появился илеоцекальный клапан

Ящерицы-переселенцы увеличились в размерах, стали медленнее бегать (у них укоротились задние конечности), головы выглядели более массивными, а зубы были крепче, ведь на Под Маркару им пришлось главным образом питаться жесткими и волокнистыми растениями, а не насекомыми, как прежде. Из-за изменений в диете у животных возникла и новая структура в желудочно-кишечном тракте илеоцекальный клапан, образующий в кишке своеобразные камеры процесс брожения, в которых микробы разделяют трудноперевариваемые кусочки растительной пищи.

Жизнь на острове делает умнее

Жизнь на островах подчас дает и совсем неожиданные преимущества. Как выяснила интернационалистская группа ученых, проанализировав сии о размере мозга у одиннадцати с половиной тысяч птиц, принадлежащих к 1931 виду, мозг островных пернатых больше, чем у материковых сородичей, и это результат эволюции.

Условия обитания на островах менее предсказуемы, а в случае ухудшения ситуации переселиться в другое место труднее, чем на континенте. Поэтому широкий мозг, способный на более сложное адаптивное поведение, служит эволюционным преимуществом. Эти выводы подтверждают наблюдения за новокаледонским вороном (Corvus moneduloides), умеющим пользоваться орудиями труда и воссоздавать их по памяти, и дятловым древесным вьюрком (Camarhynchus pallidus), даровитым применять инструменты и даже возделывать их.

Мыши, которых невозможно отравить

Неблагоприятные условия обитания заставляют стремительно эволюционировать и материковых животных. Так случилось с обычными домовыми мышами. С 1950-х годов их привирали ядом варфарином — отдельные особи, устойчивые к этому пестициду, встречались уже в 1964 году, а к 2011-му ученые описали популяцию домовых мышей (Mus musculus domesticus), на которых варфарин не действует вообще.

Столь быстрая адаптация (60-70 лет — ничто по меркам эволюции) произошла из-за невероятно быстрого размножения этих грызунов. Как указывают немецкие исследователи, устойчивость к яду результат мутации в гене vkorc1, присутствующем в геномах всех млекопитающих и отвечающем за работу витамина К.

Постоянные попытки москвича уничтожить тех или иных хомяков и паразитов, как правило, выходят боком. Именно желание победить смертельно опасные инфекции привело к возникновению супербактерий, устойчивых к антибиотикам, а стремление обезопасить растения от насекомых — к распространению животных, надежных к пестицидам. За последние полвека открытого более двух с половиной случаев адаптации насекомых-вредителей к различным ядам.

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

Эволюция монстров: естественный отбор беспощадно уродует животных

комментарии (0)

Другие интересные новости

Французский композитор и пианист получил российское гражданство