Статьи и Литература
47 подписчиков
Теги сообщества
0 человек онлайн
О сообществе
#умер #этуш #актёр #вилли токарев #круз
Все теги сообщества

Рыбы-цихлиды из африканского озера Танганьика проливают свет на то, как возникает разнообразие организмов

Рыбы-цихлиды из африканского озера Танганьика проливают свет на то, как возникает разнообразие организмов Фото №1

Озеро Танганьика в Африке - настоящая горячая точка разнообразия организмов. Примерно 240 видов рыб цихлид развились в этом озере менее чем за 10 миллионов лет. Исследовательская группа из Базельского университета исследовала этот феномен взрывного видообразования и предоставляет новые сведения о происхождении биологического разнообразия, как они сообщают в журнале Nature.


Разнообразие жизни на Земле сформировалось двумя антагонистическими процессами: фазами массового вымирания и эпизодами, характеризующимися быстрой эволюцией множества новых видов. Такие всплески разнообразия организмов, также известные как адаптивная радиация, ответственны за значительную часть биологических видов на нашей планете.


Например, большинство существующих сегодня типов животных эволюционировали в ходе кембрийской радиации около 540 миллионов лет назад (также известной как кембрийский взрыв). Что вызвало эти массивные адаптивные излучения и как в деталях протекает процесс взрывного видообразования, до сих пор было в значительной степени неизвестно.


Различные стадии адаптивного излучения


В цихлид рыб Великих Африканских озер Виктория, Малави и Танганьика являются одними из наиболее впечатляющих примеров адаптивной радиации. Используя цихлид озера Танганьика в качестве модельной системы, группа ученых во главе с профессором Вальтером Зальцбургером из Базельского университета в настоящее время подробно исследовала явление адаптивной радиации. Во время обширных полевых экспедиций в Бурунди, Танзанию и Замбию они собрали образцы практически всех примерно 240 видов цихлид, обитающих в озере Танганьика.


На основе этого материала они составили исчерпывающий набор данных, включающий информацию по морфологии, экологии и генетике. Например, команда проанализировала форму тела и морфологию челюстей всех видов с помощью рентгеновских снимков и компьютерной томографии высокого разрешения. Особый интерес зоологов вызвала трехмерная структура глоточной челюсти. Этот второй набор челюстей расположен в глотке рыб-цихлид и используется для пережевывания пищи, что позволяет рыбе специализироваться в очень специфических пищевых нишах.


Поскольку адаптация к разным условиям окружающей среды является центральным компонентом адаптивной радиации, исследователи также количественно определили экологическую нишу, используемую каждым видом. В сотрудничестве с Ботаническим институтом Базельского университета они измерили стабильный изотопный состав углерода и азота в мышечной ткани рыб. Эти измерения позволяют определить, в какой среде обитали рыбы и какие кормовые ресурсы они использовали. Кроме того, команда секвенировала два полных генома для каждого вида цихлид из озера Танганьика. Основываясь на этой молекулярной информации, они смогли восстановить полную филогению цихлид в этом озере.


Основываясь на своем анализе, ученые смогли продемонстрировать, что эволюция рыб-цихлид в озере Танганьика не была постепенным процессом, а скорее происходила в трех дискретных импульсных стадиях быстрой морфологической эволюции.


"Каждый из этих этапов характеризовался специализацией на различных аспектах среды обитания, обеспечиваемой озером," - говорит ведущий автор доктор Фабриция Ронко. Первый импульс включал изменение формы тела, затем импульс морфологии рта и последний импульс формы глотки. В частности, глоточная челюсть сыграла ключевую роль в облучении, поскольку ее быстрая морфологическая эволюция совпала с большим количеством событий видообразования.


Понимание эволюции разнообразия организмов


Проведя анализ примерно 600 вновь секвенированных геномов, исследователи из Базеля показали, что наиболее богатые видами и экологически и морфологически разнообразные линии цихлид Танганьикана содержат виды, которые генетически более разнообразны. "Является ли повышенный уровень генетического разнообразия общей чертой очень разнообразных родословных или этот образец уникален для цихлид озера Танганьика, до сих пор неизвестно," - говорит Зальцбургер.


Изучая исключительно богатые видами адаптивные излучения, такие как африканские цихлиды, ученые могут больше узнать о том, как возникает биоразнообразие и какие факторы с ним связаны. Настоящие открытия зоологов Базельского университета предлагают новые пути решения этих вопросов.


Источник: University of Basel

развернуть

Заражение паразитами нарушает летное поведение косяков рыб

Заражение паразитами нарушает летное поведение косяков рыб Фото №1

Чтобы избежать хищников, многие рыбы, включая насекомых, рыб и птиц, разработали стратегии быстрой передачи информации об угрозах другим представителям своего вида. Эта информация передается в группе из сотен или даже тысяч людей волнами "бегства". В случае рыб этот коллективный ответ также известен как поведение косяка. Однако особые паразиты могут манипулировать такой стратегией выживания. Исследователи из Университета Мюнстера обнаружили, что отдельные инфицированные рыбы нарушают передачу поведения в полете и, как следствие, увеличивают не только их собственный риск быть съеденным, но и риск других, неинфицированных, членов группы. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the Royal Society B.


Предпосылки и методология


Чтобы изучить социальную восприимчивость рыб , исследователи использовали в качестве паразита ленточного червя Schistocephalus solidus. Трехиглая колюшка Gasterosteus aculeatus - важная модель в экологической и эволюционной паразитологии - использовалась в качестве промежуточного хозяина. Паразит делает рыбу менее склонной к страху и делает ее более смелой и, как следствие, повышает ее рискованное поведение. Это создает угрозу, что колюшкавесьма вероятно, станет жертвой последнего хозяина паразита - птицы, питающейся рыбой. В аквариумах ученые смоделировали столкновение птиц с косяками колючек. "Когда косяк состояла только из здоровых - другими словами, незараженных - колюшек, волна побега быстро продолжалась через всю стаю после столкновения с птицей, хотя задние колюшки могли видеть реакцию только своих сородичей. а не сама птица", - объясняет Николь Демандт из Института эволюции и биоразнообразия Университета Мюнстера и ведущий автор исследования. "Когда мы поместили зараженную колючку в середину стаи, волна побега практически прекратилась, и она дошла до рыбы на спине лишь в ограниченной степени".


Хотя манипуляции поведением со стороны паразитов широко распространены в животном мире, многие исследования, проведенные до сих пор, были сосредоточены только на самих инфицированных животных и на манипуляции их поведением. "Наше первое экспериментальное исследование, которое показывает, как люди, чьим поведением манипулируют паразиты, могут влиять на передачу информации и, как следствие, на коллективные реакции бегства - другими словами, поведение на мелководье", - объясняет профессор Иоахим Курц, в чьей статье Лабораторное исследование было проведено. Исследователи изучили связь между паразитарной инфекцией и глубиной полета, а также временем, в течение которого рыба находилась в опасной зоне до и после столкновения с птицей.


Колюшки с высокой паразитарной инфекцией проявляли тенденцию к бегству на не такой глубокий уровень и оставались в опасной зоне в течение более длительного периода времени, чем колюшки с меньшей паразитарной инфекцией. "Результат показывает, что потеря энергии может играть роль в том, в какой степени манипулируют поведением", - объясняет д-р Йорн Шарсак, возглавлявший исследование. "Паразиты забирают энергию у своих хозяев, что приводит, например, к сокращению жировых запасов и увеличению потребности в пище. Следовательно, зараженные рыбы должны тратить меньше энергии на реакцию полета и быстрее возвращаться к поискам пищи".


Поскольку колюшки обитают в самых разных водных системах - например, в чистых озерах, мутных реках и в морской среде, - перенос результатов исследования в естественную среду обитания рыб зависит от местных условий. В чистой воде результаты действительно могут быть перенесены в естественную среду обитания, поскольку рыбы используют глаза, чтобы реагировать на сигналы от других летящих колючек. Однако в более мутной среде рыба может больше полагаться на другие органы чувств. Например, с помощью органов боковой линии они могут чувствовать даже малейшие изменения давления, вызванные движениями их соседей по мелководью. Другими факторами, влияющими на перенос лабораторных исследований в естественную среду, являются размер стаи, количество инфицированных особей и степень их паразитарной инфекции.


Если это будет общим явлением, что инфицированные люди влияют на коллективные реакции всей группы, это может иметь большое значение для животного царства - даже включая возможное влияние паразитов на групповое поведение людей, говорят исследователи.


Источник: University of Münster

развернуть
Надоела реклама?
Поддержите DIRTY — активируйте Ваш золотой аккаунт!