Странни животни в горите на световните хибриди, които изумяват света на натуралистите
Историята на появата на тези „вълци“ и последиците от тяхното откриване и изследване за научно мислене в областта на природните науки са предмет на обширна статия, публикувана наскоро в „Ню Йорк Таймс“, подписана от Мойсес Веласкес-Маноф. В разговор с биолози от различни специалности - генетици, зоолози, специалисти по еволюционна биология - той показва как са се появили тези животни, участието на хората в появата им и въздействието на това явление върху таксономичното мислене.
За разлика от "чистите" видове, чиито популации са по-еднородни, леко генетично разнообразни, всички индивиди, които много си приличат на дълбокото ниво на генома, хибридната популация на coilupi е хетерогенна: има екземпляри, които са повече вълци с някои гени на койоти, а в другия край на този спектър на разпространение са койоти с някои гени на вълци. Между тези крайности гените на койотите и тези от различни видове вълци могат да се появят във всякаква пропорция, като понякога сместа е „пикантна“ с някои гени от кучета, диви в гората и които са правили заглавия със сродни видове. на каниди - вълци и койоти. Някои експерти смятат, че е замесен и друг вид северноамерикански вълк, червеният вълк (Canis rufus), въпреки че самият му статус на „чист“ вид е спорен.
Тази заплетена смес се нарича от генетиците от университета Трент в Питърбъро, Канада, "супа от канис" какво ще кажете за смес, един вид "генетична" супа от бозайници от рода Canis, към която принадлежат всички видове, допринесли за раждането на тези сложни хибриди.
Историята протича по следния начин: с колонизацията на Северна Америка от европейците, американски вид вълк (източен вълк, Canis lycaon) става обект на преследване от колонистите. Интензивният лов и отравяне с отровени примамки доведоха до изчезването на този вид в североизточната част на САЩ. Последните оцелели от клането над това население мигрираха към днешна Канада. През същия период койоти (Canis latrans), по-малък вид диви каниди, роден в Големите равнини, започват да се разширяват на изток, където срещат вълци. "бежанци" източници и сдвоен с тях. Техните потомци също са се чифтосвали с други видове каниди: понякога с кучета (Canis familiaris), но особено със сивия вълк, роден в Евразия, Canis lupus, вида вълк, който живее у нас и е мигрирал в Северна Америка на няколко вълни през последните 240 000 години над сухопътния мост, който по време на заледяванията се образува на мястото на сегашния Берингов проток, свързващ Азия със Северна Америка.
Резултатът беше появата на някои хибридни месоядни животни, които са наследили от своите родители различни видове смесица от черти което им помогна да станат страховити играчи в екосистемите, в които живеят. По-големи от койотите (около 40%), с по-силни челюсти, като вълци, те са наследили, също от вълци, характера на социалните животни, което им позволява за лов в глутници, което ги прави ефективни при свалянето на голяма плячка. Но те също са наследили ценна черта от койоти: способността да се адаптира към антропизираната среда, да живеят, тоест в среди с гъста човешка популация. Койотите са толкова добри в това, че много живеят в градове, дори в шумни и претъпкани американски мегаполиси с милиони жители.
Възползвайки се от увеличаването на горските площи в Източна Северна Америка (тъй като в САЩ селското стопанство сега се практикува предимно в централната част на страната и в Калифорния, горите са заели отново земята, след като са били обработвани, а преходът към петролна икономика е намалил потреблението на дървен материал) - coilupii те са разширили своята област, което продължават да правят и днес. И така, без да иска, човекът създаде условия за разпространението на тази нова хибридна единица. И уникалната му комбинация от черти, благодарение на комбинацията от гени, му помогна да се адаптира и разпространи, много по-лесно и по-бързо от който и да е от чистите видове, които са били негови родители, в райони, където антропогенното налягане е доста високо., поради плътността на човешката популация.
„Ние сме някак привилегировани, защото сме били свидетели на раждането на този обект през последните 100 години“, казва Брадли Уайт, генетик от университета Трент.
Но тази същност не е интересна само от гледна точка на фаунистичното разнообразие: нейното съществуване поставя под въпрос - или връща, кой знае колко пъти - стари концепции, които все още доминират в научното мислене, но които понякога се оказват неадекватни, понякога неспособни да разберат сложността. живият свят в пълна еволюция.
Дълго време биолозите смятаха това междувидова хибридизация - чифтосване между различни видове - би довело до изчезване на някои видове в чисто състояние и като цяло се счита за негативно явление. Концепцията за видовете все още зависи от описанието, дадено от Ернст Майр в средата на ХХ век: процесът на видообразуване - образуване на нови видове - възниква, когато 2 популации от даден вид се изолират, географски, екологично или поведенчески. Най-простият случай е този на появата на географска бариера: ако в средата на участък от земя, върху който живее вид X, се отвори голямо рамо, като по този начин земната площ се раздели на две и се отдели първоначалната, хомогенна популация от видове в две популации, изолирани една от друга, тогава двете популации биха се развивали отделно, като всяка вървеше по свой собствен еволюционен път. В крайна сметка те щяха да станат толкова различни един от друг, че дори препятствието, което ги разделяше да изчезне, двата вида вече не можеха да се кръстосват помежду си, за да се роди потомство; тяхната генетика вече не би им позволявала да го правят. Това е репродуктивна изолация, същественият фактор при определянето на даден вид, във визията на Mayr.
Ако репродуктивната изолация е ключът към появата и поддържането на видовете, изглежда естествено естествениците да смятат, че обратното явление, междувидовата хибридизация, означава изчезване на видовете. Хибридизацията между видовете остава възможна по време на процеса на видообразуване - който обикновено отнема стотици хиляди или милиони години - стига разликите между видовете да не са толкова големи, че да доведат до репродуктивна изолация.
В днешната фауна има много примери от този тип: свързани видове, еволюиращи, по пътя към пълна диференциация, но все още недостатъчно генетично разпределени, понякога се чифтосват, като изключение от обичайното им поведение.
Понякога се пресичат индивиди от два вида домашни любимци; това е случаят муле (хибрид на кон и магаре) или на посочения хибрид DZO, резултат от кръстосване на крави с якул, вид говеда от Тибет, отглеждани за мляко, месо и като добитък.
При други случаи става въпрос за домашен вид и див, както при хибридите на кучета и вълци или тези, получени от чифтосването на дива котка (Felis silvestris) с домашна котка (Felis catus).
Понякога хората, не само в плен, но и на свобода, се чифтосват 2 диви вида:
- пример е този на "пизли" мечки, резултат от хибридизацията на мечка гризли (Ursus arctos horribilis) с бялата мечка (Ursus maritimus). ДНК тестовете потвърдиха няколко такива случая.
- има случаи на пилета, родени от чифтосване Канадски рис (Lynx canadensis) cu червеният рис, наричан още bobcat (Lynx rufus), друг вид северноамерикански рис, по-южен
- описани са хибридни акули, хибридни делфини, хибридни китове, жаби, птици, прилепи, хибридни катерици и много други случаи, показващи, че междувидовото чифтосване, макар и изключение от нормалното репродуктивно поведение, все още е по-широко разпространено, отколкото се смяташе досега.
Дори съвременните хора - ние, видовете Homo sapiens - може да имат следи от ДНК от други видове в своя геном: с изключение на популациите на юг от Сахара, повечето оратори имат малки порции - до 4% - от ДНК от човешки геноми. Неандерталци, дори някои експерти казват, и ДНК следи от друг вид човек, от Евразия, човекът от Денисова (denisovan), вид, с който H. sapiens понякога би кръстосвал по време на еволюцията си в Евразия.
Хибридите са "добри" или "лоши"?
Констатацията, че възниква междувидова хибридизация, доста често противоречи на идеята, че хибридизацията е нещо лошо от еволюционна гледна точка. Защо се смята за негативно нещо? Една от причините би била това, В много случаи получените хибриди от първо поколение са стерилни, тоест те са от гледна точка на еволюцията, която предполага продължаване на вида, един вид отхвърляне. (Такъв е случаят с мулетата: мъжете винаги са стерилни, женските могат да са плодовити, но рядко.) Тогава, дори ако потомството на хибридите е плодородно, може да има проблеми с адаптацията: родителите от различни видове обикновено са адаптирани към различна среда, с различни ресурси (като мечки гризли и полярни мечки), а потомството, което не прилича напълно на никой от родителите, може да има затруднения при адаптацията към между двете среди.
Така че междувидовото пресичане изглежда като „лоша идея“ от еволюционна гледна точка. И все пак, това се случва по-често, отколкото се смяташе досега, а случаят с антилопите на гну, много добре адаптирани и разширяващи се, показва, че нещата не са толкова прости, колкото изглежда, че представят класическите концепции за видовете, видовете и т.н.
Освен всичко друго, появата на тези дживини показва, че човешката намеса в природата може да разруши естествените бариери, които изолират видовете един от друг.
Например изменението на климата - за което човешката дейност има значителен принос - може да благоприятства срещата на досега географски изолирани видове. Глобалното затопляне засяга силно Арктика, като експертите казват, че затоплянето в региона е 2-4 пъти по-бързо от останалата част на планетата. Климатът става все по-суров, горите и храстите се разширяват. В резултат на това по-южните животински видове разширяват зоната си на север, където срещат по-северните си роднини и ако генетичните различия между тях не са твърде големи, те се пресичат.
Но дори и без човешка намеса съществува междувидова хибридизация и нейното съществуване в доста голям мащаб изисква преразглеждане на концепцията, че хибридите са „скрап“. Днешните биолози са склонни да вярват в това междувидовата хибридизация също може да бъде адаптивен механизъм, По този начин видовете могат да обменят гени и някои от тези гени могат да се окажат полезни, помагайки на хибридите да се адаптират към околната среда по нови начини, различни от тези, в които родителите им са били адаптирани. По същество това е механизъм на еволюция, много бърз, промените се случват за кратко време, няколко века или дори десетилетия.
Такива ускорени начини на еволюция се оказват ценни, особено в случай на бързи промени в жизнената среда, промени, които поставят животните пред алтернативата „много бързо се адаптират или изчезват“. Отново случаят с вълците е показателен: силни като вълци, социални такива, каквито са, те също имат като койоти и за разлика от вълците способността да издържат по-добре на човешкото присъствие в тяхната жизнена среда - важна адаптация в свят, в който това присъствие става все по-завладяващо. А адаптацията се е осъществила за кратко време, а не за стотици хиляди милиони години, тъй като се е смятало за необходимо видовете да еволюират чрез „класическият“ механизъм - фиксирането, през хиляди поколения, чрез естествен подбор, на някои полезни характеристики се появява чрез спонтанни мутации.
Друг пример е представен от двама биолози, Питър и Розмари Грант, в книгата си „40 години еволюция: хибридизацията е подпомогнала видовете птици - от група сродни видове, известни като„ синтез на Галапагос “- за адаптиране. променящите се условия на живот на островите на архипелага Галапагос, когато екологията на някои острови се е променила в резултат на особено мощен феномен Ел Ниньо.
Тайната на тази свръхбърза еволюция е, че видовете, които се кръстосват, обменят помежду си черти, вече „тествани“, вече подложени на тест за еволюция.
Друг аспект, открит от биолозите, е този хибридизацията се случва по-често в трудни ситуации, например заплаха от хищници или много неблагоприятни климатични условия. Сякаш животните си казват, че когато времената са тежки и животът е несигурен, е по-добре да се чифтосвате с партньор от друг вид, отколкото да губите време в търсене на конкретен партньор, с риск да не го намерите. навреме и не може да предаде миглите си. Удивителен адаптивен механизъм на природата, предназначен да поддържа увековечаването на живота, дори в "несъвършената" форма на междувидови хибриди!
Натискът, заплахите от човешка дейност - прекомерен лов, прекомерен риболов, замърсяване, унищожаване на местообитания, изменение на климата - могат да стимулират този процес. Това е един от по-малко известните начини, по които човек влияе върху природата.
Следователно, заедно със силните еволюционни механизми, които насочват видообразуването (диференциация на видовете) - тъй като в противен случай не би имало разнообразие - действат, по-фино, по-малко познати и механизми, които благоприятстват обратния процес: сливането на някои видове. И двата механизма играят роля в сценария за еволюцията на живота на Земята, сценарий, който става все по-сложен, докато го задълбочаваме.
Всички тези аспекти правят още по-трудно определянето на вида. Или както казва Брендън Кели, научен директор на аквариума в Монтерей Бей: „Мръсната тайна на биологията е, че основната единица, с която тази наука оперира - видовете - всъщност не може да бъде ясно дефинирана“.
Това е не само теоретичен проблем, но е важен, както посочва авторът на цитираната статия, от гледна точка на усилията за опазване: хибридизацията между видовете често се разглежда като загуба (защото може да доведе до изчезването на някои видове като такива, „чисти“ видове). ). Но понякога, от гледна точка на биологичното разнообразие, това може да се разглежда и като печалба; отново, случаят с coilupis е интересен пример за това.
Но последиците от традиционния начин на мислене за видовете и хибридите надхвърлят въпросите на биологията и опазването, помислете за някои специалисти. Авторът на статията цитира мнението на Майкъл Арнолд, генетик от университета в Джорджия; той вярва, че в "класическия" възглед, който подчертава значението на поддържането на чистотата на вида и който разглежда хибридите като скрап, се открива ехо на анахронични концепции за кръстосване, расово смесване, "corcire". Не е ли несъзнателно засегнато мисленето на повечето биолози от този остарял начин на мислене? Ако е така, казва авторът на статията, тогава промяната на парадигмата, новата концепция за хибридизация като механизъм на еволюция, с потенциални положителни ефекти, е знак, че биологията окончателно отхвърля дългогодишното влияние на псевдонауката.
И този нов възглед, макар и неудобен за мнозина - защото ги отвежда от утъпкания път на класическото биологично мислене, че видовете са видове, а хибридите са грешки на природата - показва, че всъщност проблемът е нашият тесен начин на правене на нещата. мисли за природата, еволюцията, живота на планетата. Природата не се подчинява на категориите, които сме измислили, не може да се натъпче в класификациите, които сме направили, не се вписва неподвижно в мебелите с подредени чекмеджета, които сме изградили в съзнанието си, за да го организираме така, както бихме искали да го видим, перфектно подредени според критериите, които сме измислили. Природата е огромна, сложна, безгранична в разнообразието на своите проявления, на адаптациите на които е способна; по-широк и по-сложен, отколкото можем да си представим; всяко ново откритие ни показва това. И малко по малко биолозите започват да оценяват това, отдалечавайки се от твърдостта на научните концепции от миналото и възприемайки нов начин на виждане за живота на Земята. Как тези нови открития ще повлияят на този нов начин на мислене за това как се отнасяме към природата, предстои да разберем, как остава да се види и какво въздействие ще има хибридизацията върху биоразнообразието на планетата.