ПРОЦЕССЫ КОЭВОЛЮЦИИ В СИСТЕМЕ «ХИЩНИК–ЖЕРТВА». ЭКОЛОГО-ГЕНЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ

В большинстве природных популяций кроме внутривидовой конкуренции за ресурсы среды существует определенное воздействие хищника. Характер и интенсивность взаимодействия жертв с хищниками могут влиять на ход конкурентного или симпатрического видообразования среди жертв и на процессы коэволюции или совместного видообразования. Математические методы позволяют разработать модели, достаточно точно описывающие все аспекты внутривидового и межвидового взаимодействия. В данной работе с помощью математического моделирования было исследовано влияние интенсивности межвидового взаимодействия на процесс конкурентного или симпатрического видообразования у жертв. Под интенсивностью взаимодействия понимается средняя доля жертв, уничтожаемых хищниками в единицу времени: чем больше средняя доля, тем больше интенсивность взаимодействия. В математических моделях интенсивность взаимодействия определяется значениями многих параметров. Изменение значения этих параметров будет влиять на интенсивность взаимодействия.

В ходе проведения исследований было установлено, что при достаточно большой интенсивности взаимодействия у жертв происходит значительное замедление процесса конкурентного видообразования. Жертвы в этой ситуации стремятся избежать влияния хищника, меняя свои адаптивные признаки. Другим важным результатом было то, что видообразование хищников происходит вслед за видообразованием у жертв тогда, когда вероятность мутационного изменения адаптивных признаков у хищников больше, чем у жертв.

1. Гинзбург Э.Х. Описание наследования количественных признаков. Н.: Наука, 1984. 250 с.

2. Загускин В.Л. Справочник по численным методам решения уравнений. М.: ФИЗМАТГИЗ, 1960. 216 с.

3. Колмогоров А.Н. Качественное изучение математических моделей популяций // Проблемы кибернетики. 1972. Вып. 25. М.: Наука, 1972. C. 100–106.

4. Свирежев Ю.М., Логофет Д.О. Устойчивость биологических сообществ. М.: Наука, 1978. 352 c.

5. Семовский С.В., Букин Ю.С., Щербаков Д.Ю. Модели симпатрического видообразования в изменяющихся условиях среды // Сиб. экол. журнал. 2004. Т. 5. С. 621–627.

6. Abrams P.A. The evolution of predator-prey interactions: Theory and evidence // Annu. Rev. Ecol. Syst. 2000. V. 31. P. 79–105.

7. Barker S.C., Whiting M., Johnson K.P., Murrell A. Phylogeny of the lice (Insecta, Phthiraptera) inferred from small subunit rRNA // Zool. Scripta. 2003. V. 32. No. 5. P. 407–414.

8. Bukin Ju.S., Pudovkina T.A., Sherbakov D.Ju., Sitnikova T.Ya. Genetic fl ows in a structured one-dimensional population: Simulation and real data on Baikalian Polychaetes M. Godlewskii // In silico Biol. 2007. V. 7. No. 3. P. 277–284.

9. Dieckmann U., Doebeli M. On the origin of species by sympatric speciation // Nature. 1999. V. 400. P. 354–357.

10. Dieckmann U., Doebeli M., Johan A., Metz J., Tautz D. Adaptive Speciation. Cambridge Univ. Press, 2004. 446 p.

11. Dieckmann U., Law R. The dynamical theory of coevolution: a derivation from stochastic ecological processes // Math. Biol. 1996. V. 34. P. 579–612.

12. Doebeli M., Dieckmann U. Evolutionary branching and sympatric speciation caused by different types of ecological interactions // Am. Nat. 2000. V. 156. P. 77–101.

13. Emerson B.C., Kolm N. Species diversity can drive speciation // Nature. 2005. V. 434. P. 1015–1017.

14. Forbes A.A., Powell T.H.Q., Stelinski L.L., Smith J.J., Feder L.J. Sequential sympatric speciation across trophic levels // Science. 2009. V. 323. No. 5915. P. 776–779.

15. Macdonald K.S., Yampolsky L., Emmett Duffy J. Molecular and morphological evolution of the amphipod radiation of Lake Baikal // Mol. Phylogenet. Evolut. 2005. V. 35. P. 323–343.

16. Meixner M.J., Carsten Luter C., Eckert C. et al. Phylogenetic analysis of freshwater sponges provide evidence for endemism and radiation in ancient lakes // Mol. Phylogenet. Evol. 2007. V. 45. P. 875–886.

17. Sasaki A. Host-parasite coevolution in a multilocus gene-forgene system // Proc. Roy. Soc. Biol. Sci. Ser. 2000. V. 267.P. 2183–2188.

18. Semovski S.V., Bukin Y.S., Sherbakov D.Y. Speciation and neutral molecular evolution in one-dimensional closed population // Intern. J. Modern Physics. 2003. V. 14. P. 973–983.

19. Sherbakov D.Y., Kamaltynov R.M., Ogarkov O.B., Verheyen E. Patterns of evolutionary change in Baikalian gammarids inferred from DNA sequences (Crustacea, Amphipoda) // Mol. Phylogenet. Evol. 1998. V. 10. P. 160–167.

20. Simms E.L. The evolutionary genetics of plant-pathogen systems // Bioscience. 1996. V. 46. P. 136–143.

21. Smith V.S., Page R.D.M., Johnson K.P. Data incongruence and the problem of avian louse phylogeny // Zool. Scripta. 2004. V. 33. No. 3. P. 239–259.

22. Takasu F. Mo delling the arms race in avian brood parasitism // Evol. Ecol. 1998. V. 12. P. 969–987.

23. Takasu F. Co-evolutionary dynamics of egg appearance in avian brood parasitism // Evol. Ecol. Res. 2003. V. 5. P. 345–362.

24. Takasu F., Kawasaki K., Nakamura H. et al. Modeling the population dynamics of a cuckoo-host association and the evolution of host defenses // Am. Nat. 1993. V. 142. P. 819–839.