Международная группа ученых с участием исследователей ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» пересмотрела одну из самых известных гипотез городской эволюции. Геномный анализ показал, что так называемый лондонский подземный комар — Culex pipiens форма molestus — возник вовсе не в городских подземельях 100—200 лет назад, как считалось ранее. Его адаптация к жизни рядом с человеком произошла значительно раньше — более тысячи лет назад, предположительно в регионах Средиземноморья или Ближнего Востока.
Результаты исследования основаны на анализе полных геномов примерно 350 современных и исторических образцов комаров, собранных в 77 популяциях Европы, Северной Африки и Западной Азии. Такой масштабный геномный подход позволил реконструировать эволюционную историю вида и показать, что подземный образ жизни — не результат стремительной эволюции в условиях индустриального города, а следствие более ранней адаптации к жизни рядом с человеком.
«Долгое время считалось, что существовал обыкновенный комар, а потом люди построили метро — и он буквально за сто лет резко эволюционировал и приспособился к подземной жизни. Наши данные показывают, что всё было иначе», — пояснил младший научный сотрудник ИЦиГ СО РАН Дмитрий Александрович Карагодин.
По словам ученого, форма molestus отделилась от своей птицеядной родственницы — Culex pipiens формы pipiens — задолго до появления современных городов. Сначала комары адаптировались к человеку и жизни в густонаселенных местах, а уже затем, с развитием подземной инфраструктуры, быстро заняли новые экологические ниши — подвалы, хранилища и метро.
«Получилось, что разделение произошло примерно от одной до десяти тысяч лет назад. Когда появились подземные сооружения, этот комар просто быстро их колонизировал — без необходимости какой-то мгновенной эволюции», — отметил Дмитрий Карагодин.
Исследование важно не только для эволюционной биологии, но и для медицины. Culex pipiens — один из ключевых переносчиков вируса Западного Нила и других арбовирусов. Предполагается, что гибриды между формами, активно кусающие как людей, так и птиц, представляют наибольшую опасность, осуществляя передачу арбовирусных заболеваний от их основных природных хозяев человеку. Попытки установить частоту такой гибридизации привели к предположению о значительной роли гибридов в передаче заболеваний. Однако новые данные уточняют эту картину.
«Оказалось, что изменчивость, которую связывали с переносом заболеваний во многом обусловлена не столько гибридизацией между формами, сколько с птицеядной формой pipiens. Гибридизация же с molestus становится значимой только при достаточно высокой плотности населения, то есть в крупных городах», — рассказал исследователь.
Авторы продемонстрировали, что признаки, которые раньше интерпретировались как следствие гибридизации между формами комара, на самом деле отражают древнюю генетическую изменчивость внутри популяции птицеядной формы. Это меняет представления о масштабах генного обмена и его роли в распространении инфекций.
Ученые подчеркивают, что работа не направлена напрямую на разработку средств борьбы с комарами, однако ее результаты могут иметь прикладное значение в будущем. Понимание генетических различий между формами и их поведением может помочь в создании более адресных и экологически безопасных методов контроля численности переносчиков заболеваний.
«Это фундаментальное геномное исследование, но полученные данные в перспективе позволяют точнее понимать, с какими именно комарами мы имеем дело и почему они ведут себя по-разному», — добавил Дмитрий Карагодин.
Исследование также ставит под сомнение один из самых популярных примеров быстрой городской эволюции, часто упоминаемый в учебниках и научно-популярной литературе. Вместо этого ученые предлагают новый взгляд: современные города оказались не местом рождения новых форм, а средой, в которую успешно пришли виды, подготовленные к жизни рядом с человеком еще в глубокой древности.
Пресс-служба ФИЦ ИЦиГ СО РАН
