Эволюция: Неопровержимые доказательства

Удивительно, но даже такие краткосрочные эксперименты довольно часто порождают генетические барьеры. Более чем в половине подобных исследований был получен положительный результат (исследований было проведено около двадцати, причем все – над мухами, потому что у мух смена поколений происходит за короткое время). Результат зачастую показывал, что репродуктивная изоляция между популяциями возникает уже через год после начала отбора. Чаще всего адаптация к различным «условиям обитания» (разным типам пищи, например, или способности двигаться вверх и вниз в вертикальном лабиринте) приводит к тому, что в популяции возникает брачная избирательность. Пока что невозможно в точности сказать, какие именно особенности используют особи в популяции, проявляя избирательность, но эволюция генетических барьеров за такой короткий период подтверждает ключевое предсказание географического видообразования.

Второе предсказание, на котором основана теория, касается собственно географии. Если популяциям, чтобы превратиться в виды, необходимо быть физически изолированными друг от друга, тогда мы неизбежно найдем недавно сформировавшиеся виды в разных, но соседствующих районах. Приблизительное представление о том, как давно разошлись виды, можно получить, взглянув на различия нуклеотидных последовательностей их ДНК, которые примерно пропорциональны тому времени, которое прошло с момента их ответвления от общего предка. Таким образом, сестринские виды стоит искать в группах, у которых наблюдается наибольшее сходство молекул ДНК (и, следовательно, наиболее близкое родство), и проверить, изолированы ли они географически.

Этот прогноз также подтверждается: мы видим множество сестринских видов, разделенных географическим барьером. Например, по обе стороны Панамского перешейка на мелководье обитает семь видов креветок-щелкунов. Ближайший родственник каждого вида – это другой вид по другую сторону перешейка. Что, скорее всего, произошло в прошлом? Семь предковых видов креветок-щелкунов оказались разделены 3 млн лет назад, когда перешеек поднялся из моря. Каждый предок сформировал свой атлантический и тихоокеанский вид. (Кстати, креветки-щелкуны представляют собой биологическую диковину. Их название происходит от способа, которым они убивают добычу. Креветка не прикасается к добыче, но, щелкая единственной огромной клешней, производит звуковой удар на таких высоких частотах, что он оглушает жертву. Большие группы креветок-щелкунов способны производить такой шум, что создают помехи для локаторов подводных лодок.)

Точно так же обстоит дело и у растений. Пары сестринских видов цветковых растений обнаруживаются в Восточной Азии и на востоке Северной Америки. Всем ботаникам известно, что в этих районах сходная флора, в том числе симплокарпус вонючий, тюльпанное дерево и магнолия. В одном ботаническом исследовании было обнаружено девять пар сестринских видов растений, в том числе кампсис укореняющийся, кизил и подофилл, причем в каждой паре один вид произрастал в Азии, а второй, его ближайший сородич, в Северной Америке. Ботаники выдвинули теорию, что каждая из девяти пар некогда была одним видом, непрерывно распространенным по обоим континентам, но затем, около 5 млн лет назад, когда климат стал холоднее и суше и промежуточный лес был уничтожен, популяции оказались географически изолированы и начали развиваться самостоятельно. Разумеется, датировка разделения этих девяти пар растений, основанная на определении нуклеотидной последовательности ДНК, указала, что это произошло примерно 5 млн лет назад.

Архипелаги – подходящее место, чтобы проверить, необходима ли для видообразования физическая изоляция. Если от одной группы произошел ряд биологических видов в пределах скопления островов, то должно оказаться, что ближайшие родственники обитают на разных островах, а не на одном и том же. (Острова-одиночки зачастую слишком малы для географической изоляции популяций, которая служит первым шагом видообразования. В то же время разные острова изолированы друг от друга водой и это наверняка будет способствовать легкому появлению новых видов.) Этот прогноз, как выясняется, в общем и целом тоже верен. Например, на Гавайях сестринские виды плодовой мушки-дрозофилы, как правило, обитают на разных островах; то же касается менее известного, но тем не менее впечатляющего примера адаптивной радиации нелетающих сверчков и растения лобелия. Более того, сроки видообразования у дрозофил были установлены с помощью секвенирования ДНК, и оказалось в точном соответствии с прогнозом, что старейшие из видов были обнаружены на старейших островах архипелага.