Без рубрики

Африканские рыбы — цихлиды

Африканские рыбы-цихлиды хорошо известны в области эволюционной биологии как, пожалуй, самый яркий пример эволюции. Описывает группу видов, которые быстро разошлись или видоизменились от одного предка, каждый из которых занимает и адаптировался к отдельной экологической нише. К другим хорошо известным случаям эволюции относятс птицы-  медоносы с Гавайев и зяблики Чарльза Дарвина, населяющих несколько островов на Галапагосах.

Африканские цихлиды встречаются в Великих озерах Рифтовой долины, включая озера Виктория, Малави, Танганьика и другие. В этих озерах рыбы-цихлиды подверглись к мощной эволюции . В общей сложности более 1500 видов эволюционировали всего за десять миллионов лет, что свидетельствует о действительно поразительной скорости видообразования.

Только в озере Виктория встречаются четыре отдельных рода и более 200 видов. Это особенно впечатляет, учитывая, что озеру Виктория менее одного миллиона лет, так как в нем произошел сравнительно недавний геологический переход от проточной реки к озеру. Когда впервые были обнаружены озерные викторианские цихлиды, их удивительно разнообразные виды поначалу сбивали с толку биологов, потому что озеро, казалось, давало мало возможностей для экологической изоляции популяций. Изоляция - один из факторов, способствующих видообразованию.

Почему же тогда рыбы-цихлиды так успешно обитают в африканских озерах? Одна из причин заключается в том, что озера представляют собой новую, мало эксплуатируемую среду обитания с небольшим количеством конкурирующих видов. Однако это не может быть исчерпывающим ответом, потому что несколько других видов получили такую ​​же возможность разнообразить новую среду обитания вскоре после ее образования. Почему из всех присутствующих видов именно цихлиды подверглись сильной эволюции?

В основе эволюции африканских цихлид лежит разнообразие пищевых привычек. Предки цихлид, вероятно, были универсалом и питались насекомыми. Однако сейчас среди видов цихлид существует крайняя специализация, при этом каждый вид специализируется на отдельной, довольно узкой пищевой нише.

Есть, например, виды цихлид, которые специализируются на водорослях, планктоне, других видах рыб, моллюсках и насекомых, а есть даже некоторые виды, которые питаются только чешуей рыбы или даже рыбьими глазами. Такой способ разделения доступных ресурсов в среде обитания называется трофической специализацией. Поскольку усиленная специализация позволяет сосуществовать большему количеству видов, трофическая специализация цихлид частично отвечает за большое разнообразие видов.

В дополнение к использованию различных пищевых ресурсов, различные виды также развили различные морфологические специализации или специализации формы, соответствующие их диете. Например, виды демонстрируют широкий диапазон форм и размеров зубов, а также множество различных морфологий рта и губ. Но как отдельные виды цихлид могут использовать такие узкие пищевые ниши? Одна из гипотез состоит в том, что успех цихлид связан с их весьма необычной анатомической характеристикой - наличием двух пар челюстей. Внешние челюсти, также называемые оральными челюстями, аналогичны челюстям других позвоночных и выглядят внешне в обычном положении. Вторая пара челюстей не видна снаружи и находится в области горла. Они известны как глоточные челюсти. Поскольку глоточные челюсти могут пережевывать и обрабатывать пищу, внешние челюсти могут стать узкоспециализированными для получения пищи. Интересно, что трофическая специализация связана и с другими примерами адаптивной радиации, включая гавайских медоносов и зябликов Дарвина. В обоих случаях излучения птиц наблюдается большое разнообразие морфологии клюва, что, в свою очередь, связано с различиями в питании. Среди гавайских медоносов есть виды, питающиеся семенами, насекомыми и нектаром. Среди зябликов Дарвина разные виды специализируются на семенах разного размера. Глоточные челюсти, которые характерны для цихлид, а также для нескольких других родственных семейств рыб, можно охарактеризовать как ключевое нововведение в африканских цихлидах, которое позволило этой группе добиться эволюционного успеха. Ключевое нововведение определяется как новая адаптация, которая позволяет родословной использовать ранее недоступные ресурсы. Ключевые инновации часто связаны с впечатляющим видовым разнообразием. Другие примеры ключевых нововведений включают полет птиц, прямое развитие в определенных линиях лягушек (которое обходит стадию водных личинок и позволяет заселять более наземные среды обитания), резцы, которые постоянно растут у грызунов, и опыление насекомых покрытосеменными. В дополнение к обладанию глоточными челюстями, цихлиды, по-видимому, хорошо адаптируются как в поведенческом, так и в морфологическом отношении. Некоторые виды цихлид способны изменять морфологию своих зубов и черепа в зависимости от доступных пищевых ресурсов. Способность к морфологическим изменениям в ответ на сигналы из окружающей среды известна как фенотипическая пластичность. Пластичность позволяет видам цихлид использовать все доступные ресурсы. Например, один вид цихлид, обитающий в озере Виктория, специализируется на улитках и имеет крепкий череп и зубы, необходимые для борьбы с раковинами улиток. Однако при введении в другую среду обитания этот вид переключился на диету, основанную на насекомых, и больше не развил крепкие зубы.

Другой фактор, который, возможно, сыграл роль в эволюции африканских цихлид, - это половой отбор. Половой отбор описывает ситуацию, в которой разные особи в популяции имеют разный репродуктивный успех. Различный репродуктивный успех может быть результатом любого из нескольких факторов. Однако у многих видов животных, включая цихлид, половой отбор возникает потому, что репродуктивный успех самцов зависит от количества самок, которых они могут привлечь и убедить спариваться с ними. Половой отбор может привести к быстрой эволюции мужских черт, привлекающих самок, и женских предпочтений в отношении этих черт. Предполагается, что половой отбор сыграл роль в быстрой диверсификации многих других богатых видами линий, включая певчих птиц, у которых и окраска оперения, и пение являются объектами отбора; Гавайские плодовые мухи рода Drosophila; утки; и колибри. Для всех этих групп характерны сложные проявления ухаживания. Для рыб-цихлид характерно сложное ухаживание: самцы строят сложные гнезда, известные как беседки, а самки осматривают их, чтобы решить, с какими самцами спариваться.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *