Американские (
) и северо-западные (
) во́роны сначала стали независимыми видами, когда их в плейстоцене разделил ледник, а затем снова стали скрещиваться между собой,
в
. По всей видимости, это пример сетчатого видообразования — ситуации, когда родственные связи между видами не ограничиваются происхождением от общего предка, и их можно изобразить в форме сети, а не дерева. Интересно, что у межвидовых гибридов нет заметных морфологических отличий от «чистых» представителей видов.
В Северной Америке обитает несколько видов воронов, но многих из них по-английски называют воро́нами (crow вместо raven) из-за небольших размеров. Наиболее распространены американские во́роны (Corvus brachyrhynchos): они встречаются практически на всей территории США, кроме севера Аляски, и на юге Канады. По образу жизни они напоминают евразийских серых ворон (Corvus cornix), но тело у них полностью черное. Другие черные во́роны в Северной Америке — Corvus caurinus. Они обитают на северо-западе США и Канады, размером немного мельче C. brachyrhynchos, и клюв у них тоньше.
Американских и северо-западных воронов считают разными видами главным образом на основе морфологических данных, и различия между ними нередко оспаривались. Поэтому исследователи из Вашингтонского университета во главе с Дэвидом Слэгером (David Slager) решили проверить, как отличаются C. brachyrhynchos и C. caurinus на уровне ядерной и митохондриальной ДНК.
Ученые сравнили последовательности нуклеотидов в гене второй субъединицы NADH-дегидрогеназы (это часть митохондриальной ДНК) у 259 птиц из разных точек их ареалов, в том числе из той области, где обитают и американские, и северо-западные вороны. Это позволило определить время их отделения от общего предка. В ядерной ДНК исследователей интересовали однонуклеотидные полиморфизмы. Их сравнение у 62 особей нужно было, чтобы установить генетическую структуру различных популяций двух видов воронов.
Выяснилось, что C. brachyrhynchos и C. caurinus, как и положено разным видам, в прошлом разошлись генетически. Это случилось примерно 443 тысячи лет назад, в плейстоценовом периоде, и главным фактором изоляции, вероятно, выступил ледник, который тогда покрывал значительную часть Северной Америки. Скорее всего, тогда вороны сохранились в рефугиумах — участках континента, не покрытых ледником. Американские оказались в более южных рефугиумах, северо-западные — в более северных.
Когда ледник отступил, птицы из разных рефугиумов распространились по материку и стали скрещиваться друг с другом. Сейчас зона, где обитают вороны со следами гибридизации двух видов, включает в себя запад штата Вашингтон (США) и провинции Британская Колумбия (Канада) и имеет ширину 900 километров. Это гораздо шире, чем средняя гибридизационная зона для других птиц в Северной Америке (около 130 километров). Притом по морфологии птиц невозможно сказать, были ли у них в роду случаи гибридизации.
Исследователи не обнаружили особей, которые сами были бы гибридами C. brachyrhynchos и C. caurinus. Однако это не означает, что межвидовые скрещивания не происходят сейчас. Еще ученые признают, что причиной гибридизации могло служить не только отступление ледника, но и, например, человек. Поскольку вороны хорошо себя чувствуют в нарушенных местообитаниях и могут питаться отбросами, вероятно, их распространению и смешению способствовали европейские колонизаторы, которые существенно преобразили ландшафт.
Изоляция и последующее «схождение» американских и северо-западных воронов — пример сетчатого видообразования. При нем новые виды возникают не только в результате расхождения (дивергенции) от общего предка, но и в ходе межвидовой гибридизации и ряда других процессов. Число примеров такого видообразования растет, хотя всего несколько десятилетий назад его редко рассматривали.
Тот факт, что гибридизацию столь обычных птиц в хорошо изученных местах так долго не обнаруживали, дает возможность предположить, что подобных случаев гораздо больше, и их стоит поискать среди морфологически близких видов.
Изучение эволюции — огромная область биологии, которая с развитием генетики и молекулярной биологии добавила в свой арсенал множество инструментов. Благодаря им современные представления о механизмах и закономерностях эволюции существенно отличаются от тех, что были на заре развития этой ветви знаний. Не так давно об основных отличиях дарвинизма и нынешних теорий эволюции мы рассказывали в статье «Дарвин был неправ».
Светлана Ястребова