科學家們發現了一種物種產生的新方式
一個進化生物學家的團隊發現了一種新型的物種進化方式。通過兩個先前描述的物種的雜交進化出一個新的物種,而染色體數量沒有變化,這在動物世界中非常不尋常。到目前為止,只有少數經驗上承認的這種被稱為同源雜交的自發進化模式(從一代到下一代)的案例存在。
由康斯坦茨大學動物學和進化生物學教授Axel Meyer領導的一項研究,成功地證明了在慈鯛魚中出現了一個新的雜交物種。這可能是在脊椎動物中首次出現的這種遺傳變異方法。研究人員利用120多個個體的全基因組測序以及其他一些技術,揭示了尼加拉瓜錫洛亞火山口湖中的慈鯛A. sagittae和A. xiloaensis出現了一個新的雜交物種。
他們的研究結果最近發表在《自然通訊》雜誌上。
研究小組早在2018年就在錫洛亞火山口湖中發現了類似於兩種慈鯛魚的雜交種的魚類。此外,基因測試顯示,這些魚的基因組有兩個物種的元素,取決於標記。
“我們現在可以對這些魚的完整基因組進行測序,並更仔細地觀察雜交魚的基因組是如何組成的。事實上,我們有可能在染色體上確定雜交種的哪一部分來自A. sagittae,哪一部分來自A. xiloaensis”Axel Meyer說。
尼加拉瓜錫洛亞火山口湖的慈鯛魚(這裡是Amphilophus xiloaensis) 資料來源:阿德-科寧斯;慈鯛魚出版社
研究小組還能夠發現,由於標記的細節,這個新物種的大多數個體只在它們之間進行繁殖,這表明它確實是一個新物種。也有可能是由於交配選擇中的一個”錯誤”而形成的雜交種,這將解釋為什麼它們的後代可能被證明是不孕不育的,或者是再次與兩個親緣物種之一交配的雜交動物。
在幾百代內出現的非常年輕的新物種,在形態學上、生理學上和生態學上都不是兩個親本A. sagittae和A. xiloaensis之間的直接中介。相反,這些雜交種顯示出具有親本中沒有的特徵的過渡性表型的各個方面。因此,它們佔據了與它們的兩個親本不同的生態位,使它們能夠在湖中共存。
來自體質的生態學後果
這些魚類在尾根的形狀上與它們的祖先不同–尾鰭附著在身體上的部分。”可能這就是為什麼它們的游泳能力更強,你會發現這種類型的身體比例經常出現在可以快速加速的魚身上”,Meyer解釋說。這使得雜交魚能夠在不同的覓食地遊蕩,而不是西洛亞湖中的其他四個物種,包括兩個親緣物種,其中一個是生活在開闊水域的修長物種,而另一個具有較深的身體形狀,生活在靠近岸邊的地方。
通過對這些動物的穩定同位素分析,研究人員能夠表明,新物種的獵物包括其他魚類、螃蟹和蝦–這些獵物在食物鏈中已經非常高。可能這個新物種的個體是湖中最成功的捕食者。
獨特的生態位
新的雜交物種佔據了一個獨特的生態位,這在西洛亞湖這樣的小型生態系統中是非常重要的,因為它的直徑只有一公里多一點。阿克塞爾-邁耶說:”單個物種在如此有限的生境中長期共存的前提條件是,它們之間沒有競爭關係”。特別是由於新的標本不是在很大的地理距離上發生的,而是在與原始物種相同的小棲息地的共生條件下發生的。
基因組測序、形態計量學、穩定同位素分析–通過這種不同數據集的組合,研究人員能夠了解新物種是如何進化的。在一項新的研究中,研究人員考察了當雜交魚被賦予相互繁殖或與母體物種的個體繁殖的選擇時,錯誤發生的頻率。
最後的問題是:交配選擇是如何被遺傳控制的?