Адаптивное излучение является принципом в эволюционной биологии, в котором один вид, в ответ на возможности в его среде, быстро адаптируется и развивает новые черты и разнообразит многие виды. Примером адаптивного излучения можно назвать цветы коломбина (род Aquilegia ), группу из около 70 видов, у которых есть нектарные шпоры, простирающиеся от основания цветочных лепестков. Что делает эти отроги особенными, так это то, что у каждого вида отроги разной длины, по-видимому, приспособленные к опылителю этого вида, будь то колибри, ястреб или пчела.
Ученые, начиная с Чарльза Дарвина, наблюдали подобные примеры адаптивного излучения, но не смогли описать, что происходит на клеточном или генетическом уровне. «Дарвин, наблюдая за орхидеями, признал, что необычайно длинная шпора нектара на анрекуме, должно быть, развивалась вместе с одинаково длинным языком моли, которая его опыляла, но точный механизм такой адаптации был предметом спекуляций». говорит Шарон Гербоде из Гарвардского университета.
Гербод и ее коллеги из Гарварда и Калифорнийского университета в Санта-Барбаре исследовали этот механизм в Колумбинах и сообщили о своих выводах в трудах Королевского общества B. В течение десятилетий ученые считали, что различия в длине шпоры нектара обусловлены количеством клеток в шпоре нектара. Но когда исследователи подсчитали количество клеток и вычислили площадь и степень удлинения каждой клетки - что потребовало более 13 000 измерений для нескольких видов - они обнаружили, что предположения были неверными. Почти все различия в длине шпоры можно отнести к длине клеток.
У каждого вида деление клеток в отростке нектара прекращается, когда длина отростка составляет около 5 миллиметров. Затем шпоры начинают удлиняться, и сколько дней они проводят, растя, определяет конечную длину шпоры.
«Теперь, когда мы понимаем реальную основу развития для первого появления и диверсификации шпор, мы можем сделать более обоснованные предположения о том, какие гены способствовали процессу», - говорит соавтор исследования Элана Крамер. Дальнейшие исследования должны дать ученым понимание генетической основы, лежащей в основе излучения этого рода.
Ознакомьтесь со всей коллекцией картин недели «Удивительная наука» и узнайте больше научных новостей от Смитсоновского института на нашей странице в Facebook.
