«Бабочки провели для нас прекрасный естественный эксперимент, который позволяет нам ответить на важные вопросы об эволюции», – сказал Маркус Кронфорст из Чикагского университета. «Даже как биологи, мы часто думаем о происхождении новых видов как о моменте времени, когда новый вид отделяется от старого, и этот тип мышления отражается в эволюционных« деревьях »или филогении, которые мы рисуем. На самом деле эволюция – это длительный процесс, который происходит поэтапно, и видообразование не исключение."
Кронфорст и его коллеги обнаружили, что первоначальное расхождение между популяциями бабочек ограничивается небольшой частью генома. В случае бабочек ключевыми генами являются гены, участвующие в формировании рисунка крыльев. У всех исследуемых видов бабочек очень разный рисунок крыльев, который важен для брачного поведения бабочек и избегания хищников.
Сравнение этих близкородственных, скрещивающихся видов с немного более далеким третьим видом показало, что сотни геномных изменений произошли довольно быстро в эволюционном времени спустя некоторое время после того, как эти ранние различия закрепились.
«Мы обнаружили, что только небольшая часть генома заметно различается между близкородственными видами, но тогда гораздо большая часть генома – больше, чем можно было ожидать – – показывает аналогичные различия между более отдаленными родственными видами», – пояснил Кронфорст. "Это указывает на то, что генетические изменения, которые важны для возникновения видообразования, плотно сгруппированы на ранних этапах видообразования, но не на более поздних стадиях процесса; общая картина дивергенции генома начинается медленно, а затем резко возрастает."
Исследователи рассматривают этот процесс как своего рода перетягивание каната между естественным отбором и потоком генов. Результатом в случае бабочек стало быстрое расхождение видов, вызванное комбинацией новых мутаций и заимствованных генов. Геномы бабочек также показывают, что одни и те же места в геноме играли важную роль в нескольких событиях видообразования.
«Помимо бабочек, возможно, что этот тип видообразования, при котором естественный отбор в интересах экологии приводит к возникновению новых видов, сыграл важную роль в эволюции других организмов», – сказал Кронфорст.