Гибридная эволюция: как слияние видов создало идеального хищника песков

Международный коллектив ученых при участии специалистов Зоологического музея МГУ поставил точку в многолетнем споре о происхождении самых крупных ящериц рода Phrynosephalus. Используя метод полногеномного секвенирования, исследователи впервые построили детальную карту эволюции круглоголовок — обитателей пустынь от Каспийского моря до высокогорий Тибета, сообщает пресс-служба МГУ. Результаты масштабной работы опубликовано в журнале Molecular Phylogenetics and Evolution.

Разгадка запутанного древа

Ранее попытки выстроить родственные связи этих рептилий заходили в тупик. Данные митохондриальной ДНК часто противоречили ядерным маркерам, из-за чего филогенетическая схема напоминала клубок змей. Чтобы распутать его, команда проанализировала геномы 26 особей, представляющих почти все известные виды группы.

Обработка колоссального массива данных позволила выделить более 4,8 миллионов однонуклеотидных вариантов (SNVs). Это дало возможность четко разделить всех круглоголовок на три древние ветви:

переднеазиатская клада (Западная Азия); среднеазиатская клада; живородящая клада (мастера выживания на холодном Тибетском нагорье). Ушастая аномалия: рождение нового вида

Главным героем исследования стала Phrynocephalus mystaceus — ушастая круглоголовка. Эта ящерица всегда стояла особняком из-за своих размеров и уникальных кожных складок («ушей»).

Применив сложные алгоритмы поиска интрогрессии (обмена генами), ученые доказали сенсационный факт: этот вид не является прямым потомком одной линии. Он возник в результате древнего скрещивания предков из Переднеазиатской и Среднеазиатской клад. При этом вклад каждой родительской линии оказался практически равным — около 51% и 49%. В науке это крайне редкое явление называют «сбалансированной гибридизацией».

«Эволюция сложных групп не всегда укладывается в концепцию ветвящегося дерева», — поясняет соавтор работы Роман Назаров из МГУ. — «В случае с ушастой круглоголовкой именно древний обмен генами привел к появлению уникального монстра аридных зон».

Хронология под палящим солнцем

Помимо генетики, авторы восстановили геологическую историю рода. Общий предок всех круглоголовок появился примерно 39,7 миллиона лет назад в эпоху эоцена на территории Иранского нагорья.

Дальнейший взрыв разнообразия произошел в миоцене. Именно тогда началось глобальное иссушение материка, расширение песчаных морей и формирование бескрайних степей. Суровые условия стали двигателем отбора: те, кто смог адаптироваться к засухе, дали начало современным видам, включая живородящих жителей Тибета, способных размножаться в условиях экстремального холода.

Это открытие наглядно показывает, что биоразнообразие формируется не только за счет медленного накопления мелких изменений, но и через резкие скачки — гибридизацию, которая позволяет природе быстро создавать новые формы жизни, идеально подходящие под конкретные ландшафты.