Хищники помогают добыче адаптироваться к неопределенному будущему

Какое влияние оказывает вымирание видов на эволюцию выживших видов? Эволюционные биологи исследовали этот вопрос, проводя полевой эксперимент с мухой и его хищными врагами. Они обнаружили, что потеря естественных врагов может затруднить адаптацию добычи к будущим условиям сообщает сайт ascania-nova.org.

По мнению многих экспертов, Земля находится в начале своего шестого массового вымирания, что уже имеет тяжелые последствия для функционирования природных экосистем. То, что остается неясным, - то, как эти исчезновения изменят будущую способность остающихся разновидностей приспосабливаться.

Исследователи из Цюрихского университета в настоящее время занимаются этим вопросом с помощью полевого эксперимента в Калифорнии. Они исследовали, как изменились черты крошечной мухи, когда группа ее естественных врагов была удалена. Из своих наблюдений они сделали выводы об изменениях генетического разнообразия мух.

Специфическое устранение паразитоидов

Муха Iteomyia salicisverruca живет на листьях ивы в виде зубчатых наростов, называемых галлами, которые она индуцирует на своей личиночной стадии. Естественные враги этой мухи включают несколько видов паразитических ос. Эти осы откладывают яйца в личинке мухи в желчном пузыре, где они затем превращаются в хищников-паразитов, известных как паразитоиды. Прежде чем взрослая оса покидает желчь, она пожирает своего хозяина, муху.

Некоторые виды этих паразитоидов атакуют до образования желчного пузыря, в то время как другие паразитируют на личинках мух позже в своем развитии и проникают через желчь. Исследователи специально устранили последнюю группу естественных врагов, прикрепив мелкоячеистые сети поверх листьев с галлами, прежде чем их атаковали.

Через три месяца биологи собрали около 600 галлов и проверили, выжили ли личинки мух. Они также измерили три черты, которые влияют на выживание мухи от паразитоидной атаки: размер желчи; количество мух в галле; и предпочтение мухи создавать галлы на определенных генетических разновидностях ивовых деревьев. Используя эти данные, они затем создали «фитнес-ландшафты» с использованием компьютерных моделей, которые визуализируют адаптивность вида.

Меньше врагов, меньше изменчивости

Оказалось, что разные комбинации этих трех черт помогли мухам выжить? когда все естественные враги мухи присутствовали. «Таким образом, есть несколько одинаково хороших решений, которые обеспечивают выживание мухи», - говорит Мэтт Барбур, ведущий автор исследования. Напротив, после того, как некоторые естественные враги были удалены, только одна конкретная комбинация черт помогла мухам выжить. «Это говорит о том, что исчезновение естественных врагов сдерживает эволюцию мух к единственному оптимальному решению». Таким образом, генетические вариации, которые приводят к другому развитию признаков, могут быть навсегда утрачены в геноме мух.

Эта потеря разнообразия может иметь последствия: «Разнообразие потенциальных решений для выживания способствует сохранению генетической изменчивости черт желчного пузыря», - говорит Барбур. И поскольку генетические вариации обеспечивают сырье для эволюции, результаты показывают, что вымирание естественных врагов этой мухи может затруднить ее адаптацию к изменяющейся среде.

«Думая об общей картине, наше исследование намекает на потенциальный коварный побочный эффект вымирания», - говорит Барбур. «Вымирание естественных врагов может поставить под угрозу способность остальных видов адаптироваться и сохраняться в неопределенном и меняющемся мире». Если это правда, это подвергнет многие экосистемы еще большему риску, чем мы думаем в настоящее время.