29.04.2013

Почему в тропиках много муравьёв

Тропики служат муравьям одновременно и эволюционным «домом престарелых», и эволюционной «кузницей кадров»: старые виды сохраняются в тропических лесах с незапамятных времён, но при этом до сих пор продолжают давать начало новым, пишет Nature News.

Тропические леса (или, лучше сказать, «тропические биогеографические зоны») известны огромным богатством флоры и фауны. Между тем биологи до сих пор ломают голову над тем, почему в этих зонах так много видов. Есть два основных объяснения тропическому биоразнообразию. По «музейной гипотезе», новые виды мирно сосуществуют здесь с прежними и никто никого не вытесняет из экологических ниш. В этом случае подразумевается, что окружающая среда тут стабильна, а всё биоразнообразие, что есть в тропиках, — результат раннего эволюционного взрыва.

По другой гипотезе, называемой «гипотезой колыбели», всё началось с нескольких видов, которые пришли в тропики и дали начало целому букету новых. То есть тропики служат как бы кузницей новых видов, которые, хотя и вытесняют друг друга, но до сих пор формируются с огромной скоростью.

Кори Моро из Чикагского музея естественной истории Филда и Чарльз Белл, представляющий Новоорлеанский университет (оба — США), решили проверить, какое из этих объяснений работает в случае муравьёв. В прошлом исследователи уже пытались построить генеалогическое древо муравьёв, основываясь на ископаемых останках и анализе ДНК. На этот раз они использовали вдвое больше видов (295), среди которых 45 были вымершими. Ископаемые находки покрывали последние 100 млн лет истории муравьёв (притом что муравьи как единая группа возникли между 158 и 139 млн лет назад).

Учёным удалось найти в эволюции муравьёв десять периодов, когда скорость видообразования сильно менялась. Когда они сопоставили эти периоды с картой распространения муравьёв, оказалось, что самые старые виды обитают как раз в неотропических зонах. То есть, с одной стороны, тропики служат музеем (по первой гипотезе). Но при этом, как пишут исследователи в журнале Evolution, эти виды продолжают давать начало новым эволюционным ответвлениям. И это значит, что вплоть до последнего (по эволюционным меркам) времени новые виды отпочковывались от старых. То есть не было никакого единичного эволюционного взрыва, после которого всё успокоилось и законсервировалось: тропики продолжают быть колыбелью новых видов.

Неотропики как биогеографический регион, вообще говоря, не вполне тождественны привычным нам тропикам, захватывая в том числе и некоторые более умеренные зоны. Однако, по словам учёных, лишь очень немногие виды из тех, что «участвовали» в исследовании, распространяются на умеренные биогеографические области в рамках неотропиков.

В общем, ни первая, ни вторая гипотеза по отдельности не объясняют биоразнообразие тропиков: для этого оба предположения нужно объединить в «музейно-колыбельную» теорию. Похожие результаты некоторое время назад были получены для жуков, так что, возможно, подобную гипотезу можно применить к любым группам животных. Ну а авторы работы собираются ещё раз проверить свои результаты на муравьях, но уже на других систематических категориях внутри их семейства.

Кирилл Стасевич

Источники:

1. compulenta.computerra.ru