Цунами в Японии 2011 года привело к появлению гибридных рыб

Цунами меняют не только ландшафты, но и экосистемы, порой забрасывая морских обитателей в пресные водоёмы. Учёные из Японии решили выяснить, как мощное землетрясение 2011 года повлияло на генетику животных в пострадавшем регионе.

Как оказалось, катастрофа устроила уникальный природный эксперимент. Гигантская волна, вызванная землетрясением, объединила в новых прудах два вида колюшек — морских (Gasterosteus nipponicus) и пресноводных трёхиглых (Gasterosteus aculeatus), которые разошлись эволюционно ещё 680 тысяч лет назад. Этот вид достигает 12 сантиметров в длину при массе в 4 грамма.

Сначала образовавшиеся водоёмы были заполнены морской водой вместе с попавшими туда морскими колюшками. Однако углубления, выбитые волнами и просадкой грунта, постепенно заполнились дождями, и вода стала пресной.

Морские колюшки проводят часть жизни в пресной воде, поэтому они не только выжили, но и начали скрещиваться со своими пресноводными сородичами. Проверка водоёмов в посёлке Оцути в 2012 году показала: 38% рыб уже являлись гибридами с морскими и пресноводными корнями.

Но нового вида из этого не получилось. Природный эксперимент скорее доказал, что морским колюшкам трудно жить в ограниченном пространстве. Из поколения в поколение доля чужеродных генов снижалась, и к 2020 году популяция практически полностью растворилась в местных пресноводных колюшках.

Рыбы размножаются каждый год, поэтому на исчезновение морских генных вариантов ушло всего десять поколений. Это произошло гораздо быстрее, чем предполагали учёные.

Естественный отбор работал в разных участках генома с разной скоростью. Быстрее всего стёрлись следы генов, мешавших адаптации к пресной воде, а также участки, отвечающие за морскую миграцию, выбор пары и репродуктивные способности самцов-гибридов. Даже те морские гены, которые казались нейтральными для жизни в пресной воде, со временем почти исчезли.

В этом исследовании нас ждали два главных сюрприза. Во-первых, гены, отвечающие за репродуктивные барьеры, исчезли невероятно быстро. Во-вторых, продолжала сокращаться вообще вся чужеродная ДНК.

Авторы исследования

До сих пор изучать подобное было трудно: учёные либо опаздывали к началу процесса, либо выбирали для наблюдений виды с долгим циклом жизни, из-за чего отследить изменения на протяжении многих поколений не получалось.