Растения рода Scalesia: эволюция повторяется на Галапагосских островах. Фото: Michael Martin, NTNU University Museum

Галапагосские острова, сыгравшие ключевую роль в формировании теории эволюции Дарвина, продолжают удивлять ученых. Международная группа исследователей обнаружила, что местные растения — гигантские галапагосские маргаритки (род Scalesia) — демонстрируют поразительный пример параллельной эволюции: одинаковые признаки развивались независимо, но с использованием разных генов.

Ученые из Норвежского университета естественных и технических наук (NTNU), Королевских ботанических садов Кью, Калифорнийского университета в Дэвисе и других институтов проанализировали полные геномы всех известных видов Scalesia. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.

Как и знаменитые вьюрки Дарвина, эти растения быстро эволюционировали после попадания на острова с материковой части Южной Америки. Все современные виды возникли за последний миллион лет, успев адаптироваться к самым разным условиям — от влажных высокогорных лесов до жарких засушливых низменностей.

Наиболее заметное различие — форма листьев: от крупных и цельных до маленьких и глубоко рассеченных. Ученые полагают, что лопастные листья с зазубренными краями помогают растениям выживать в засушливых условиях, ограничивая потерю воды и эффективнее отводя тепло.

«Еще более удивительным оказалось то, что каждый раз, когда этот признак развивался, это происходило через разные гены — хотя все они принадлежат к одной и той же биологической системе, контролирующей развитие листьев, — говорит Ванесса Бикер, исследователь из Королевских ботанических садов Кью и первый автор публикации. — Это яркий пример параллельной эволюции: природа приходит к одному и тому же решению многократно, но разными генетическими путями».

Вместо того чтобы полагаться на один «главный ген», эволюция использует целую сеть взаимодействующих генов, настраивая разные компоненты для достижения схожих результатов. Это открытие дает ученым более четкое представление о том, как сложные признаки могут многократно возникать в неродственных популяциях.

Генетические данные также указывают на то, что эволюционная история Scalesia еще не завершена. Популяции внутри одного вида демонстрируют значительные генетические различия и длительное время изолированы друг от друга, что может означать формирование новых видов. Исследователи считают, что каждую такую популяцию следует рассматривать как отдельную единицу для сохранения биоразнообразия.

Интересно, что Дарвин во время визита на острова в 1835 году собрал не только птиц, но и множество растений. 78 из этих образцов впоследствии были использованы для идентификации новых для науки видов, включая четыре вида Scalesia.