Исследователи Майкл Тоблер, адъюнкт-профессор биологии, и Зак Кулумбер, бывший научный сотрудник университета и нынешний постдокторант в Университете штата Флорида, изучили 112 видов живородящих рыб и обнаружили, что самцы и самки эволюционируют по-разному: эволюция самок находится под более сильным влиянием естественным отбором и окружающей средой, тогда как на эволюцию самцов сильнее влияет половой отбор, который включает характеристики, которые самки считают желательными или которые делают их более сильными конкурентами самок.Тоблер и Каламбер опубликовали свои выводы в статье журнала Nature Ecology and Evolution «Эволюция по признаку пола во время диверсификации живородящих рыб».
Статья включает два основных вывода: причины эволюционных различий у мужчин и женщин и важность отдельного анализа мужчин и женщин. По словам исследователей, полученные данные показывают важность учета гендерных различий при изучении эволюции.«В целом это означает, что самцы и самки разные, и это имеет значение не только внутри вида, но и с точки зрения формирования широкомасштабных эволюционных результатов», — сказал Тоблер. «Признание того, что полы различны, на самом деле влияет на то, как мы делаем выводы о том, как на самом деле происходили эволюционные изменения».
Тоблер и Куламбер потратили два с половиной года на изучение более 100 видов Poeciliidae, или живородящих рыб. В отличие от большинства рыб, у которых самки откладывают икру, которую позже оплодотворяют самцы, у живородящих, к которым относятся такие виды, как моллинезии, платины, гуппи, меченосцы и рыбы-москиты, происходит внутреннее оплодотворение. Живородки сохраняют яйца во время беременности и рожают живых детенышей, похожих на млекопитающих, таких как люди.
Тоблер сказал, что новизна этого исследования заключается в том, что при изучении эволюции ученые часто измеряют самок и самцов по отдельности, а затем усредняют измерения обоих полов вместе, чтобы попытаться взглянуть на вид в целом. Проблема с этим методом заключается в том, что среднего значения между мужчиной и женщиной не существует.
Тоблер и Калембер хотели знать, был ли это точный метод изучения эволюции и влияют ли те же силы, которые влияют на эволюцию самцов и самок, на формирование новых видов.Исследователи собирали данные двумя способами. Во-первых, они изучили различия в форме тела и размере плавников самцов и самок живородящих рыб. Кулумбер посетил музеи и университетские коллекции, чтобы собрать более 1500 изображений, на которых были собраны измерения для 112 видов семейства Poeciliidae.
Во-вторых, Кулумбер определил 10 000 мест обитания рыб и использовал глобальные климатические данные для характеристики среды обитания каждого вида. Данные о встречаемости были основаны на более чем столетних полевых исследованиях биологии живородящих.
Исследователи сравнили результаты, когда они рассматривали данные, полученные от мужчин и женщин отдельно, с данными, полученными при использовании несуществующих усредненных по полу данных.«Когда мы анализировали мужчин и женщин по отдельности, мы получили совершенно разные ответы», — сказал Тоблер. «Когда мы усредняли самцов и самок, это никак не отражало того, как развиваются самцы или самки. Мы не можем просто объединить полы вместе, потому что это неверно отражает эволюцию этого семейства рыб».По словам Тоблера, исследование также показало, что форма тела самцов рыбы развивается быстрее, чем у самок, что, вероятно, связано с тем, что половой отбор ускоряет скорость эволюции самцов.
В целом самцы живородящих рыб могут использовать две противоположные репродуктивные стратегии: ухаживание и принуждение. Придворные — кричащие самцы с разноцветной чешуей и большими плавниками, чтобы привлечь к сотрудничеству самок.
Coercers — менее заметные самцы, которые используют атакующие спаривания для размножения с максимально возможным количеством самок. Эволюция формы тела самца особенно влияет на черты, связанные с этими различными стратегиями спаривания.«Люди часто делают предположение, что в широком эволюционном масштабе естественный отбор и адаптация определяют большинство закономерностей в эволюции черт», — сказал Тоблер. «В нашем случае это верно для самок, но не для самцов. Морфологическая эволюция самцов на самом деле является скорее следствием достижения высокого успеха в спаривании».
На протяжении десятилетий ученые считали, что половой отбор является основным фактором, влияющим на формирование новых видов у живородящих рыб. Тоблер и Каламбер обнаружили, что различия в окружающей среде были более важны для создания новых видов, чем различия в характеристиках, которые влияют на успех спаривания самцов.«Хотя мы долгое время считали, что половой отбор является важной силой в эволюции живородящих рыб, и наши данные показывают, что это верно в отношении формы тела самцов, похоже, что географические различия в окружающей среде могли быть более важными для стимулирования формирование новых видов живородящих рыб », — сказал Кулумбер.Исследователи планируют будущие исследования с живыми самцами и самками рыб, чтобы лучше понять изменения, которые произошли в форме тела самцов и самок за 60 миллионов лет эволюции.
Исследование получило поддержку Национального научного фонда, программы грантов на исследования Франклина Американского философского общества и стартовых средств Университета штата Канзас.
