Сказочные губаны — это плавучие драгоценности, порхающие по коралловым рифам. Дерзкие и яркие расцветки рыб, как известно, предназначены для партнеров и соперников. И новое исследование предполагает, что медленное увеличение и уменьшение ледяных щитов и ледников может быть частично причиной такого разнообразия цветовой гаммы.

Новый генетический анализ более трех десятков видов сказочных губанов подробно описывает примерно 12 миллионов лет эволюции, которая привела к их обширному ассортименту форм, цветов и поведения. И время этих преобразований подразумевает, что более 60 видов сказочных губанов могут быть обязаны своим большим разнообразием циклическим изменениям уровня моря за последние несколько миллионов лет, сообщают ученые 23 февраля в Systematic Biology.

Среди головокружительного множества красочных рифовых рыб не могут не выделяться сказочные губаны (Cirrhilabrus). По словам Йи-Кай Ти, ихтиолога из Сиднейского университета, это самый богатый видами род во втором по богатству видами семействе рыб в океане.

«Этот вид невероятно разнообразен», — говорит Ти, отмечая, что каждый год выявляются новые виды губанов. Несмотря на этот таксономический след, по словам Ти, ученые «почти ничего не знали» об эволюционной истории сказочных губанов или о том, почему существует так много видов.

Чтобы восполнить этот пробел в знаниях, Ти и его коллеги обратились к генетике рыб, извлекая ДНК 39 различных видов сказочных губанов. Многие ранние генетические исследования морских животных в этом регионе были сосредоточены на нескольких генах у одного вида, но Ти и его команда использовали метод, который изолировал около 1000 генов сразу от многих видов. Сравнивая ДНК разных видов, исследователи реконструировали эволюционное древо, показывающее, как взаимосвязаны десятки видов сказочных губанов. Команда также оценила, как давно эти виды отделились друг от друга.

Исследователи обнаружили, что сказочные губаны отделились от других губанов около 12 миллионов лет назад в эпоху миоцена. Но многие виды сказочных губанов появились всего от 1 до 3 миллионов лет назад, в эпоху плейстоцена и позднего плиоцена. Сказочные губаны, по-видимому, впервые появились в Коралловом треугольнике, регионе с исключительно высоким биоразнообразием коралловых рифов в западной части Тихого океана. Оттуда рыбы и начали распространяться, приняв множество ярких форм, заполонив собой в том числе и побережья Восточной Африки и Французской Полинезии, географический диапазон которых составлял около 17000 километров.

Ти и его коллеги считают, что время этой быстрой эволюции напрямую связано с геологической историей региона. Индо-австралийский архипелаг расположен на слиянии бассейнов Индийского и Тихого океанов — сегодня это множество островов, лежащих между Азией и Австралией. Ти описывает эту границу как «мягкий барьер» с промежутками между островами, иногда позволяющими морским видам проникать в соседнее царство океана.

Но в эпоху плиоцена и плейстоцена, когда появилось множество сказочных губанов, ледниковые периоды резко изменили этот морской пейзаж. Когда вода заперлась в ледяных покровах и ледниках, уровень моря упал, превратив мелкие рифы в сухопутные мосты. Такие изменения, возможно, позволили предкам человека получить доступ к Индонезии и Австралии, но они также остановили движение морской жизни. Эта изоляция способствовала появлению новых видов по обе стороны барьера.

Когда ледники снова растаяли, вода поднялась, и рыбы снова могли смешиваться. Подъем и падение уровня моря могут действовать как «насос видов», объясняет Ти, создавая новые виды сказочных губанов и выпуская их в мир каждый раз, когда барьер растворяется. По оценкам группы, сказочные губаны таким образом проникали в Индийский океан как минимум пять раз.

Полученные данные вписываются в формирующуюся картину региона как двигателя биоразнообразия тропических морей. Генетические различия между популяциями Индийского и Тихого океана были задокументированы во всем, от морских звезд до гигантских моллюсков, отмечает Пол Барбер, биолог-эволюционист из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, не участвовавший в этом исследовании. Такие расхождения — признаки временной изоляции по обе стороны Индо-Австралийского архипелага.

«Ледниковые циклы иногда упускают из виду при объяснении разнообразия рыб, особенно в тропиках», — говорит Лорен Саллан, палеобиолог из Пенсильванского университета, также не участвующая в этом исследовании. «Этот аспект просто недостаточно освещен».

По словам Ти, из-за сложных брачных ритуалов сказочных губанов существует так много разных видов. Поскольку губаны живут большими смешанными стаями, самцы испытывают дополнительное давление, чтобы не только привлечь самку, но и убедиться, что она принадлежит к правильному виду. Если приложить дополнительные усилия для поиска подходящих видов, то это может снизить вероятность скрещивания, но также способствует репродуктивной изоляции. Со временем небольшие генетические изменения накапливаются в каждой изолированной группе, так что два губана становятся принципиально разными видами, непохожими по своей ДНК, внешнему виду и поведению.

«Эти паттерны флуоресценции и окраски очень специфичны для каждого вида», — говорит Ти, объясняя, что его команде предстоит изучить о сказочных губанах еще очень многое, особенно когда речь идет о том, как они выбирают себе пару и эволюцию их окрасов. «Вы можете посвятить этому всю свою карьеру, если хотите, и, вероятно, до сих пор никогда не научитесь всему, чему можно научиться с этими удивительными рыбками».