Обмен генами между видами ускоряет эволюцию певчих птиц

Самцы каменок из комплекса Oenanthe hispanica. Слева — западная черноухая каменка (O. hispanica). Сверху и посередине справа — черногорлая и белогорлая восточная черноухая каменка (O. melanoleuca). Внизу справа — пегая каменка (O. pleschanka). Автор: Рето Бурри

Изменение климата стремительно меняет нашу окружающую среду, создавая серьёзные проблемы для многих видов животных. Способность к адаптации во многом зависит от их генетического разнообразия. Международное исследование с участием учёных из Института анализа изменений биоразнообразия Лейбница (LIB) показывает, насколько тесно связаны генетическое разнообразие и способность к адаптации. Работа была опубликована в журнале Science и проводилась под руководством Швейцарского орнитологического института.

Исследовательская группа изучила эволюционное развитие окраски оперения у каменок (род Oenanthe). Результаты показали, что близкородственные виды смогли быстро адаптироваться к новым условиям окружающей среды благодаря обмену генетическим материалом, отвечающим за цвет оперения.

Цвета рассказывают эволюционные истории

Изменения в одном гене — известном как агouti signaling protein (ASIP) — привели к появлению белого оперения на горле и спине у балканской каменки (Oenanthe melanoleuca). Лежащие в основе мутации возникли в ходе естественного эволюционного процесса и были выявлены с помощью комплексного сравнения геномов и популяционно-генетического анализа.

Эти генетические варианты затем были переданы североафриканской каменке (Oenanthe hispanica) через скрещивание. У обоих видов белая окраска спины в конечном итоге заменила исходную чёрную. Сегодня горло демонстрирует оба цвета — чёрный и белый, что связано с различными пищевыми нишами животных.

«Наши результаты наглядно демонстрируют, что эволюционные инновации часто являются результатом генетической мозаики, — говорит профессор Александр Су, руководитель Центра молекулярных исследований биоразнообразия и секции молекулярного биоразнообразия в LIB. — Обмен генетической информацией через видовые границы порождает новые комбинации генетических модулей — процесс, который может помочь видам быстро адаптироваться к новым условиям окружающей среды».

Черногорлые и белогорлые самцы из комплекса Oenanthe hispanica. Автор: Дейв Лутген

В то время как быстрый генетический обмен между близкородственными видами позволяет осуществлять краткосрочные адаптации, появление совершенно новых генетических вариантов было крайне важна для долгосрочной эволюции окраски оперения у дальнеродственных каменных дроздов. Исследователи поэтому подчёркивают важность сохранения генетического разнообразия как внутри видов, так и между ними, чтобы обеспечить способность природы к адаптации перед лицом изменения климата.

Больше информации: Дейв Лутген и др. A mosaic of modular variation at a single gene underpins convergent plumage coloration, Science (2025). DOI: 10.1126/science.ado8005. www.science.org/doi/10.1126/science.ado8005

Источник: Leibniz Institute for the Analysis of Biodiversity Change