Эти различия в толерантности к климату играют решающую роль в эволюции видов. Исследования Университета штата Колорадо позволяют по-новому взглянуть на это давнее понимание разнообразия видов.Исследование, проведенное биологами CSU, показывает, что популяции насекомых в тропиках представляют большее количество различных видов, чем в Скалистых горах. Но различия между этими видами состоят из тонких, генетических различий, которые не так легко заметить.
Их называют загадочными видами — внешне они идентичны, но на самом деле генетически различны.Исследование поддерживает классическую теорию, восходящую к 1960-м годам. Поговорка гласит, что «горные перевалы выше в тропиках», то есть тропические горные перевалы являются более сильными препятствиями для распространения организмов, чем перевалы умеренной зоны на эквивалентных высотах. Это действительно так, и исследователи CSU теперь обнаружили, что дифференциация видов более тонкая и загадочная, чем предполагалось ранее.
Исследование, опубликованное 15 июня в журнале Proceedings of the Royal Society London B — Biological Sciences, будет размещено на печатной обложке журнала. Ведущим автором является Брайан Гилл, аспирант, который совместно консультировал Крис Фанк с факультета биологии Колледжа естественных наук и Борис Кондратьев с факультета биосельскохозяйственных наук и борьбы с вредителями Колледжа сельскохозяйственных наук.
Джилл возглавлял полевую группу, которая пересекала водоразделы в дебрях Скалистых гор Колорадо и в отдаленных Эквадорских Андах, чтобы собрать и проанализировать тысячи поденок на сопоставимых высотах. Поденки — обычные водные насекомые, которые играют ключевую роль в пищевых сетях ручьев и других экологических процессах.Сравнивая образцы поденок в Скалистых горах и Андах, исследователи выявили более высокое видовое богатство в Эквадоре, чем в Колорадо — несоответствие, коренящееся в высоком уровне загадочного тропического разнообразия. Они использовали генетический анализ, называемый штрих-кодированием ДНК, чтобы проанализировать эти тонкие различия между видами, которые не были бы очевидны при использовании стандартной таксономии.
Фактически, с помощью стандартных таксономических методов может показаться, что в Колорадо больше видов поденок. Но тонкие различия на молекулярном уровне, выявленные анализом ДНК, склоняют чашу весов в пользу богатства видов тропических поденок.«Поскольку в тропиках существует высокая климатическая зональность и узкие термические допуски, у популяций появляется больше возможностей стать расходящимися и изолированными, что необходимо для того, чтобы произошло видообразование», — пояснил Гилл. Для сравнения, виды с умеренным климатом и их устойчивость к более широкому диапазону условий приводят к большему потоку генов, что ограничивает количество отдельных видов, которые могут развиваться.
«Мы думаем, что наши результаты могут внести свой вклад в дискуссию об уязвимости видов и о том, как она меняется на всей планете», — сказал Гилл.Следующим шагом является обеспечение более точного обоснования широтных различий в физиологии и более глубокое понимание того, как распространяются виды.
Для этих последующих исследований исследователи будут продолжать работать с сотрудниками из CSU, Корнельского университета, Университета Небраски Линкольн, Университета Сан-Франциско-де-Кито и Университета Индоамерики.