| Аннотация |
Существенная часть биологического разнообразия сформировалась в результате адаптивной радиации - быстрой морфологической и экологической диверсификации с образованием новых видов. В мире не так много регионов и групп, в которых идет активная фаза адаптивной радиации. Наиболее яркий пример взрывной адаптивной радиации дают цихловые рыбы Великих Африканских озер, насчитывающие сотни молодых видов. Однако обилие видов цихлид, их сложная эволюционная история и огромная роль полового отбора затрудняют изучение базовых принципов адаптивной радиации. Для понимания последних необходимо изучение молодых, менее разнообразных и, желательно, повторяющихся случаев экологического формообразования.
Цель настоящего проекта - комплексное исследование феномена адаптивной радиации и видообразования в молодых симпатрических комплексах карповых рыб, в основе которых лежит ресурсный полиморфизм. В качестве тестовых объектов выбраны карповые рыбы Восточной Африки (Эфиопское нагорье) из разнотипных водоемов. Уникальность выбранных объектов исследования определяется: 1) молодостью адаптивных радиаций (плейстоцен-голоцен), что позволяет изучать начальные стадии формо- и видообразования; 2) повторяемостью эколого-морфологических специализаций в нескольких речных симпатрических комплексах Labeobarbus, что дает возможность обнаружить общие механизмы генетической, морфологической и экологической дивергенции, а также выполнить процессуальные реконструкции видообразования - проследить траектории видообразования; 3) наличием трех одновременно развивающихся и, вероятно, коэволюционирующих симпатрических комплексов карповых рыб (роды Labeobarbus, Garra и Enteromius) в условиях озера Тана, Эфиопия; 4) феноменом необычайно богатой адаптивной радиации усачей Labeobarbus, произошедшей в озерных условиях оз. Тана (16 симпатрических форм/видов, половина из которых составляют рыбоядные формы); 5) полиплоидной архитектурой генома наиболее радиирующей группы.
Характерно, что степень морфологической дивергенции между симпатрическими формами африканских карповых достигает видового уровня (соответствует макроэволюции), но, зачастую не подтверждается генетическими данными (соответствует микроэволюции). При реализации проекта будет тестирован ряд современных эволюционных и экологических гипотез с целью получения новых значимых результатов по механизмам эволюции адаптивных радиаций, возникших на основе ресурсного полиморфизма. Параллельно возникающие речные ресурные диверсификации, находящиеся на разных стадиях развития, послужат реконструкции процесса формо- и видообразования от начальных до продвинутых стадий. Будут получены результаты тестирования гипотезы каскадного видообразования, когда появление одних форм/видов индуцирует появление других. В частности, эта гипотеза релевантна в отношении необычайной диверсификации рыбоядных форм танских усачей в рамках отношений хищник-жертва. Будет верифицирована и гипотеза о роли полиплоидной геномной архитектуры африканских усачей Labeobarbus в формировании дискретного преадаптивного полиморфизма.
Комплексный методический подход включает классические и современные методы морфологии, экологии и генетики/геномики (полногеномные чтения, ddRAD-seq, метабаркодинг микробиомов кишечника). Солидный задел участников проекта, доступ к коллекционным материалам прошлого и современные сборы наряду с высокой квалификаций участников проекта гарантируют получение интересных новых результатов по адаптивным радиациям позвоночных животных. Ожидается, что результаты проекта могут внести заметный вклад в понимание процессов видообразования и адаптивной радиации. С практической точки зрения, результаты проекта могут быть востребованы в области охраны природы и управления рисками последствий от вселения чужеродных видов, особенно в фаунистически обедненных водоемах.
|
