Учёные из университета Иоганна Гутенберга в Майнце провели необычный эксперимент, который заставил по-новому взглянуть на то, как устроена эволюция. Результаты показали: даже при полном отсутствии прямого контакта виды способны оказывать друг на друга влияние и меняться в ответ на косвенные экологические взаимодействия.
Эксперимент в искусственных экосистемах
Для проверки гипотезы исследователи создали особые водоёмы — мезокосмы. В каждом из них находилась вода, растения и крошечные ракообразные — дафнии. В часть сосудов дополнительно подселили тлей, которые питались ряской, растущей на поверхности. Так появились две разные экосистемы: тли жили на плавающих растениях, а дафнии и фитопланктон обитали ниже, в толще воды.
Важно, что прямого взаимодействия между тлями и дафниями не происходило. Между ними находился своеобразный барьер в виде ряски. Однако изменения, вызванные деятельностью тлей, затронули всю систему.
Влияние одного вида на другой
Тли изменяли состав и структуру ряски, что отражалось на освещённости воды и составе водорослей. В результате фитопланктон подстраивался под новые условия, а следом менялись и дафнии, которые питались микроскопическими водорослями. Популяции этих ракообразных начали расти, но главное — у них выявились генетические изменения, помогающие лучше адаптироваться к изменённой среде.
Геномный анализ показал значительную разницу между дафниями из водоёмов с тлями и теми, что развивались в контрольных условиях. Учёные нашли множество вариантов генов, связанных с приспособлением именно к новой обстановке.
Цена эволюции
Чтобы проверить, насколько устойчивы такие изменения, специалисты провели пересадочные тесты. Оказалось, что часть новых генетических признаков действительно помогала выживанию дафний в условиях, где присутствовали тли. Но вместе с тем эти же признаки ухудшали их приспособленность в обычных, «чистых» водоёмах. Это наглядный пример того, что в природе любое эволюционное преимущество имеет и обратную сторону.
Широкие последствия для науки
Результаты работы показывают, что эволюционные процессы часто происходят гораздо сложнее, чем предполагалось. Изменения в одном звене экосистемы способны косвенно запускать цепочку адаптаций в другом. Речь идёт о так называемых косвенных экологических взаимодействиях, когда один вид воздействует на другой не напрямую, а через изменение среды или через посредничество третьих организмов.
Исследование, проведённое в Майнце, помогает глубже понять, как формируются взаимосвязи в природе. Такие опыты наглядно демонстрируют, что экосистемы — это не просто набор изолированных элементов, а динамичная сеть, где каждое звено может оказывать неожиданный эффект на другое.
