Раньше родить и поскорее помереть — секрет успеха некоторых инвазивных видов
Три года назад мы публиковали статью о криптобентиках — крошечных рыбках с очень быстрой сменой поколений. Почти все они заканчивают свою чрезвычайно короткую жизнь, становясь пищей других обитателей биоценоза коралловых рифов, однако это не мешает их видам процветать, так как размножаются они быстрее, чем умирают. Биологи из Университета Айовы (University of Iowa), США, считают, что схожая жизненная стратегия работает также на процветание новозеландской грязевой улитки (Potamopyrgus antipodarum), распространившейся в качестве инвазивного вида по пресноводным водоёмам Европы, Азии и Северной Америки и активно вытесняющей местные виды из привычных им экологических ниш.
В новом исследовании биологи из Университета Айовы изучили, почему пресноводная улитка, вторгшаяся в экосистемы по всему миру, оказалась такой успешной. Их вывод: линии, оказавшиеся наиболее успешными захватчиками, созревали и размножались быстрее, чем неинвазивные представители того же вида.
Родина пресноводных грязевых улиток, изученных исследователями, — Новая Зеландия, откуда они и распространились — изначально, вероятно, с торговыми судами, — быстро заняв доминирующие ниши в многочисленных озёрных и речных экосистемах почти всего мира. Этот вид интересует биологов, в том числе потому что размножается как половым, так и бесполым путём. В последнем случае самки размножаются без участия самцов, создавая генетические копии самих себя. Таким образом, улитки Potamopyrgus antipodarum могут помочь учёным лучше понять преимущества и недостатки разных способов размножения для процветания вида.
«Однополые» улитки оказались более успешными инвазивными захватчиками, несмотря на гораздо меньшее генетическое разнообразие, чем у улиток, размножающихся половым путём. Также исследователи обнаружили, что успешные захватчики медленнее растут и в целом достигают меньших размеров, чем улитки, размножающиеся силами двух полов. Это может показаться странным: обычно меньшее генетическое разнообразие и меньшие размеры не являются конкурентными преимуществами, особенно на новом месте.
«Итак, это подводит нас к основному вопросу, который мы задаём: „Что делает инвазивную линию инвазивной?“, — рассуждает Морин Нейман (Maurine Neiman), профессор кафедры биологии в Университета Айовы и первый автор исследования. — Я думаю, данные свидетельствуют о том, что реальное преимущество состоит в сочетании медленных темпов роста и ранней репродуктивной зрелости. Время воспроизводства у них меньше, и они, вероятно, вытеснят другие линии улиток, которые созревают медленнее».
В лаборатории исследователи вырастили популяции улиток, первоначально собранных в Бельгии и в шести разных местностях на территории США. Они изучали потомство собранных моллюсков на предмет характеристик, связанных с приспособляемостью или репродуктивным успехом, которые позволили бы им процветать в новой среде.
«Они растут значительно быстрее, чем их новозеландские коллеги, — говорит об улитках инвазивных линий Карина Донн (Carina Donne), автор-корреспондент исследования. — Это просто сокращает весь жизненный цикл. Если вы сможете рожать детей в более молодом возрасте, то при прочих равных условиях ваша популяция будет расти быстрее».
Хотя эта стратегия успеха была определена для одного инвазивного вида, биологи считают, что те же особенности могут быть основными составляющими успеха или неуспеха укоренения на новых местах и других видов-пришельцев.
«Многие исследования инвазивных видов сосредоточены на мерах профилактики. У нас так много инвазивных видов, что, как только они появляются и укореняются, от них становится всё труднее избавиться, — говорит Нейман. — Если мы сможем найти какой-то способ предсказать, какие виды могут быть хороши в качестве инвазивных, мы сможем принять профилактические меры».