Международная группа ученых при участии герпетологов МГУ с помощью полногеномного секвенирования впервые построила точную филогенетическую карту рода Phrynocephalus и доказала гибридное происхождение крупнейшей ушастой круглоголовки.
В журнале Molecular Phylogenetics and Evolution опубликовано масштабное исследование, посвященное эволюционной истории ящериц рода Phrynocephalus (круглоголовки), широко распространенных в засушливых регионах Евразии — от Прикаспия до Тибетского нагорья. Работа впервые представляет детальную картину происхождения и расселения этих рептилий на основе анализа полных геномов.
Несмотря на многолетние исследования, филогенетическое древо круглоголовок оставалось одной из самых запутанных страниц в герпетологии из-за противоречий между митохондриальными и ядерными маркерами ДНК. В новом исследовании авторы секвенировали полные геномы 26 образцов, охватывающих 24 вида и практически весь ареал рода. Это позволило выделить более 4,8 миллиона высококачественных однонуклеотидных вариантов (SNVs) и построить надежную филогенетическую схему.
Анализ подтвердил, что все современные виды круглоголовок делятся на три крупные эволюционные ветви (клады): Переднеазиатскую кладу (Западная Азия); Среднеазиатскую кладу; Живородящую кладу (виды, освоившие суровые условия Тибетского нагорья).
Ключевым открытием стало разрешение многолетней загадки происхождения Phrynocephalus mystaceus — ушастой круглоголовки, отличающейся наибольшими размерами и уникальной морфологией. Применяя комплекс методов обнаружения интрогрессии и реконструкции филогенетических сетей, авторы доказали ее гибридное происхождение: вид возник в результате древнего скрещивания между предками Переднеазиатской и Среднеазиатской клад. При этом генетический вклад каждой из родительских линий оказался почти равным (около 51% и 49%), что представляет собой редкий пример «сбалансированной гибридизации».
«Наше исследование наглядно демонстрирует, что эволюция сложных групп видов не всегда укладывается в классическую концепцию строго ветвящегося "дерева жизни", — отмечает соавтор работы, научный сотрудник Зоологического музея МГУ Роман Назаров. — Полногеномные данные показали, что гибридизация и историческая динамика ареалов сыграли ключевую роль в формировании современного биоразнообразия аридных регионов Евразии. В случае с ушастой круглоголовкой именно древний обмен генами между двумя крупными линиями привел к появлению совершенно нового вида с уникальными адаптациями».
Помимо генетических взаимосвязей, исследователям удалось восстановить пространственно-временную хронологию эволюции рода. Согласно оценкам времени дивергенции, предок всех современных круглоголовок появился в среднем эоцене, около 39,72 млн лет назад, в регионе Центральной Азии и Иранского нагорья. Дальнейшее формирование современного разнообразия было неразрывно связано с климатическими изменениями в миоцене, вызвавшими иссушение внутренних районов материка и расширение пустынных ландшафтов.
Информация предоставлена пресс-службой МГУ
Источник фото: ru.123rf.com
