Улитки сменили ориентацию ради змей

Ученым уже известно, что за заворачивание завитков раковины улиток по часовой стрелке (направо) или против часовой стрелки (налево) отвечает один ген. Японские биологи изучили, почему среди улиток возникают «левши» и как этот признак может послужить основой образования нового вида.

Команда Масаки Хосо (Masaki Hoso) из Университета Тохоку (Tohoku University) исследовала японских наземных улиток рода Satsuma. Среди нескольких видов этого рода большинство имеют правозакрученную раковину (например, S. Mercatoria), но есть и левозакрученные виды (например, S. Perversa). Последние обитают изолированно на острове Окинава и нескольких других мелких близлежащих островах. Биологи проанализировали, как мог возникнуть и распространиться ген «леворукости». Дело в том, что улиткам с «левыми» раковинами трудно или вообще невозможно спариваться с улитками с «правыми» раковинами (это определяется анатомией половой системы). Теоретически, случайно возникнув, такая мутация, а с ней и признак, должны были исчезнуть. Но раз «левые» улитки выделились в отдельные виды, значит, такая особенность должна давать им какое-то преимущество.

Выживают левые

Преимущество стало явным, когда ученые исследовали японских змей Pareas iwasakii , которые в Юго-восточной Азии питаются наземными улитками. Змеи хватают улиток и ловко достают их мягкие тела из раковины. Но челюстной аппарат змей устроен так, что им удобно поедать только «правых улиток». К этой добыче они приспособились и поведенчески, и морфологически – у них даже возникла асимметрия: на правой стороне челюсти вырастает больше зубов. В такой ситуации «левые» улитки получают преимущество в выживании.

Биологи проверили это предположение в эксперименте. Они взяли четырех змей и в течение нескольких дней дали им доступ к улиткам разных видов рода Satsuma (с левой и правой раковиной) и рода Bradybaena, у которых тоже есть «левые» виды. Оказалось, что выживаемость улиток зависит от нескольких факторов, и закрученность раковины – основной. Среди «правых» улиток Satsuma не выжил никто, а среди «левых» Satsuma осталось в живых 88%. Налицо безоговорочное преимущество «левых».

С родом Bradybaena данные оказались другими. Среди «правых» выжило около 5%, а среди «левых» -- около 25%. То есть и здесь «левые» выигрывали, но выигрыш заметно меньше. Причина в том, что на выживаемость повлиял еще и размер: улитки Satsuma крупнее, чем Bradybaena, а змеям особенно неудобно поедать «левых» улиток большого размера.

Хищник как фактор видообразования

Значит, решили ученые, возникновению «левых» улиток способствовал отбор, устроенный «праворуким» хищником – змеей. И действительно, когда они обратили внимание на географическое распределение видов рода Satsuma, то увидели, что «левые» виды живут исключительно в местах обитания змей Pareas iwasakii. На видообразование по этому признаку повлияла и форма раковины. Среди улиток есть виды с более плоской и более высокой раковиной, и по анатомическим причинам они используют разные способы спаривания. Именно улиткам с плоской раковиной особенно неудобно копулировать с партнером другой пространственной ориентации, поэтому «левые» плоские улитки оказались в репродуктивной изоляции.

Статья о том, как змеи заставили улиток сменить ориентацию раковины, появилась в журнале Nature Communications.