Знание-сила, 2009 № 09 (987)

Виды порождают друг друга

Борис Жуков

Биологи из университетов Флориды, Индианы и Мичигана распутали цепочку эволюционных событий, ведших к образованию новых видов насекомых всего за полтора столетия. Предметом изучения стала американская плодовая муха Rhagoletis pomonella, личинки которой развиваются в плодах черники, снежноягодника или боярышника. Каждому кормовому растению соответствует устойчивая раса мух — внешне почти неотличимых друг от друга, но по сути дела представляющих собой отдельные виды, почти не скрещивающиеся между собой. На личинках мух паразитируют личинки наездника Diachasma alloeum, тоже образующего устойчивые расы по кормовым растениям своих жертв. И мухи, и наездники каждой расы предпочитают спариваться на «своем» растении; его запах привлекателен для тех и других, в то время как запахи «чужих» растений насекомым безразличны.

Но эта специализация все-таки не абсолютна. В середине XVII века английские колонисты завезли на восточное побережье Северной Америки европейскую культурную яблоню. В 1864 году было впервые отмечено заражение ее плодов личинками мух R. pomonella. Как показало исследование, к нашему времени уже сформировалась устойчивая яблоневая раса мух. Она происходит от боярышниковой, но генетически отличается от нее так же, как и от двух других рас, и в природе они почти не скрещиваются. При этом у яблоневых мух личинки вылупляются только из четверти отложенных яиц, в то время как у боярышниковых — из половины. Как же мог естественный отбор поддержать переход на столь негостеприимное растение?

Ученые предположили, что в яблоках личинки мух оказались защищенными от наездников. Через некоторое время паразиты нашли хозяев и на новом месте (причем если яблоневые мухи отпочковались от боярышниковой расы, то яблоневые наездники — в основном от черничной). Однако зараженность ими личинок яблоневых мух и сейчас на 70 % ниже, чем у боярышниковых. При этом вновь возникшая раса яблоневых наездников тоже проявляет тенденцию к изоляции от материнской черничной расы и превращению в отдельный вид. Таким образом, паразит подтолкнул к видообразованию хозяина, а хозяин — паразита.

Случай документированного возникновения нового вида в дикой природе (тем более — в столь сжатые сроки) всегда интересен для ученых. Однако в данном случае мухи и наездники оказались яркой иллюстрацией некоторых теоретических концепций. Во-первых, в данном случае видообразование обошлось без физических барьеров, мешающих обмену генами между популяциями. Спор о реальности подобного (симпатрического) видообразования тянулся с середины прошлого века, и только в последние годы возможность такого процесса была однозначно доказана. Во-вторых, эта история прямо иллюстрирует теорию, согласно которой эволюция видов регулируется экосистемой. В частности, возникновение нового вида создает новые возможности и новые направления отбора для его экологических партнеров (хищников, паразитов, жертв, конкурентов и т. д.) и может подтолкнуть их к видообразованию. Эта гипотеза неплохо подтверждается фактами — но в основном косвенными. В данном случае действие этого механизма можно было наблюдать, что называется, воочию.