Хищники помогли жертвам адаптироваться к неопределенности будущего

Исследователи из Цюрихского университета обнаружили, что потеря естественных врагов может затруднить адаптацию добычи к будущим условиям. В качестве модельных видов использовались мушки и их естественные хищники. Статья опубликована в издании Evolution Letters.

По мнению многих экспертов, Земля находится в начале своего шестого массового вымирания, что уже имеет тяжелые последствия для функционирования природных экосистем. Один из возникающих в связи с этим вопросов: как эти исчезновения изменят будущую способность остающихся разновидностей приспосабливаться?

Авторы работы провели полевой эксперимент в Калифорнии. Они исследовали, как изменялось генетическое разнообразие мушки Iteomyia salicisverruca в обычных условиях (при наличии естественных врагов) и в измененных — когда их нет.

Мушка Iteomyia salicisverruca в своей личиночной стадии живет на листьях ивы: мы все видели специфические наросты на них, называемые галлами. Именно личинки этой мушки ответственны за часть подобных образований. Одни из числа ее естественных врагов — несколько видов паразитических ос. Эти осы откладывают яйца в личинку мушки; развивающаяся личинка осы съедает личинку мушки и, доев ее, выбирается наружу из галла уже как взрослое насекомое.

Некоторые виды таких ос атакуют мушек до того, как образуется галл, а другие прокалывают эту защитную капсулу, чтобы отложить яйца в уже живущую там личинку. Исследователи специально устранили последнюю группу естественных врагов, прикрепив мелкоячеистые сети поверх листьев с галлами.

Через три месяца биологи собрали около 600 галлов и проверили, выжили ли личинки мух. Они также измерили три черты, которые влияют на выживание мушки от паразитоидной атаки: размер галла, количество мух в нем, предпочтение мушек создавать галлы на определенных генетических разновидностях ивовых деревьев. Используя эти данные, они с помощью компьютерных моделей визуализировали адаптивность вида.

Оказалось, разные комбинации этих трех черт помогали Iteomyia salicisverruca выживать, когда все ее естественные враги присутствовали. «Таким образом, есть несколько одинаково хороших решений, которые обеспечивают выживание мушки», — говорит Мэтт Барбур, ведущий автор исследования.

Напротив, после того, как некоторые естественные враги были удалены, только одна конкретная комбинация черт помогла мухам выжить. Авторы делают вывод, что это обедняет эволюционный набор полезных признаков, которые могли бы комбинироваться, обеспечивая выживание. «Это говорит о том, что исчезновение естественных врагов сводит эволюцию мушек к единственному оптимальному решению», — дополняет Барбур. Таким образом, генетические вариации, которые приводят к другим вариантам генетических наборов и развитию разных признаков, могут быть навсегда утрачены.

Эта потеря разнообразия может иметь последствия, потому что разнообразие потенциальных решений для выживания способствует сохранению генетической изменчивости черт. И поскольку генетические вариации обеспечивают сырье для эволюции, результаты показывают, что вымирание естественных врагов этой мушки может затруднить ее адаптацию к изменяющейся среде.

«Думая об общей картине, наше исследование намекает на потенциальный коварный побочный эффект вымирания, — поясняет Барбур. — Вымирание естественных врагов может поставить под угрозу способность остальных видов адаптироваться и сохраняться в неопределенном и меняющемся мире». Если это правда, то многие экосистемы подвергаются еще большему риску, чем мы сейчас думаем.