Хотя эволюционная инновация может открыть новые экологические ниши, существенные полезные черты могут поставить виды в невыгодное положение в контексте быстрых изменений окружающей среды. Стоимость специализации освещена в опубликованной на этой неделе в Science статье о рыбоядных цихлидах в озере Виктория, которые вымерли после распространения нильского окуня, завезенного около 60 лет назад.В статье эволюционисты и рыбные биологи Мэтт МакГи и Оле Зеехаузен сообщают, что из-за особой структуры челюстей рыбоядным цихлидам в крупнейшем озере Африки требуется много времени, чтобы проглотить свою добычу, и поэтому они не могут сравниться с конкурентами, которые могут кормиться. намного быстрее.Хищничество или конкуренция?
За последние 15000 лет около 500 видов цихлид развились в геологически молодом озере Виктория. Но после того, как в 1950-х годах по коммерческим причинам был завезен нильский окунь, а озеро также подверглось значительному эвтрофикации, около половины видов цихлид вымерли.
Поскольку нильский окунь — искусный хищник с большой пастью и ненасытным аппетитом, биологи ранее считали его классическим примером инвазивных видов, которые могут буквально «съесть» биоразнообразие экосистемы. «Нильский окунь, охотясь на цихлид, действительно уничтожил запасы этих видов в озере Виктория», — говорит Мэтт МакГи, изучавший экологию и эволюцию рыбоядных цихлид в своей докторской диссертации в Калифорнийском университете в Дэвисе. в настоящее время проводит исследования инвазивных видов рыб с Оле Зеехаузеном из Eawag и Бернского университета.Но в то время как ряду видов цихлид, питающихся в основном ракообразными или растениями, удалось адаптироваться и восстановиться, из примерно 100 видов, которые, как нильский окунь, питаются более крупной рыбой, более 80 вымерли. «Это указывает на то, что конкуренция за кормление важнее, чем предполагалось до сих пор».Риски специализации
Чтобы узнать больше о питательной способности нильского окуня и цихлид, ученые исследовали различия в функциональной морфологии, наблюдали за их поведением в аквариуме и анализировали добычу рыб, потребляемых в дикой природе. Они обнаружили, что если нильский окунь может проглотить рыбу за несколько минут, то цихлидам того же размера на это требуется много часов.Что замедляет цихлид, так это второй набор челюстей в задней части их глотки — глоточные челюсти, которые изначально позволяли этим видам использовать широкий спектр источников пищи. Глоточные челюсти позволяли им, например, сокрушать растения или животных с твердым панцирем, в то время как оральные челюсти были специализированы исключительно для ловли добычи.
За это пришлось заплатить узкую жесткую глотку, из-за которой невозможно было проглотить большие предметы. Это было серьезным недостатком для многих рыбоядных цихлид, когда около 60 лет назад в озере Виктория появился первый конкурент, лишенный глоточных челюстей: нильский окунь может глотать рыбу целиком, а цихлидам приходится измельчать их, что требует чрезвычайно много времени.Уроки для ШвейцарииОсновными выжившими в озере Виктория были виды цихлид, питающиеся растениями, улитками, планктоном или мелкими ракообразными и очень мелкой рыбой.
В этом отношении спектр видов в озере Виктория в настоящее время аналогичен тому, что обитает в озере Танганьика или в морских средах обитания, где рыбы с глоточными челюстями существовали вместе с конкурентами без таких челюстей до 60 миллионов лет и поэтому никогда не специализировались для хищничество на крупную рыбу.Оле Зеехаузен комментирует: «Все наши анализы взаимодействий между рыбами с глоточными челюстями и без них показали, что в борьбе за рыбу в качестве пищи фарингогнатные всегда уступают нефарингогнатным видам. Это вселяет в нас уверенность в наших выводах».Зеехаузен считает, что при изучении инвазивных видов рыб в Швейцарии теперь следует уделять больше внимания забытому вопросу о конкуренции кормов: «Это также относится к рыбе, перемещаемой из одного швейцарского водоема в другой, которые ранее не рассматривались как потенциально потенциально опасные. инвазивный ". В конце концов, расстояние между озером Виктория и ближайшими естественными популяциями нильского окуня не больше, чем между Боденским и Женевским озерами.
МакГи добавляет: «Все эндемичные виды, обитающие в послеледниковых озерах Швейцарии, даже моложе викторианских цихлид и, следовательно, потенциально даже более уязвимы, поскольку новые виды адаптации менее подвержены конкуренции». Соответственно, было бы целесообразно провести сравнительные филогенетико-экологические исследования на различных озерах Швейцарии.