Jedna ryba, dwie ryby, raki - nowa ryba?
powiązana zawartość
- Idź na całość lub idź ogólny: jak selekcja seksualna jest jak reklama
- Rzadki wilk czy wspólny kojot? To nie powinno mieć znaczenia, ale tak jest
- „Kałuża” Darwina może pokazać, jak pojawiają się nowe gatunki w bliskim sąsiedztwie
- Dziesięć gatunków, które ewoluują z powodu zmieniającego się klimatu
Choć może to zabrzmieć jak fabuła książki Dr. Seussa, tak właśnie stało się z trzema kręgosłupowymi rybami z jeziora Enos w Kanadzie. Przez tysiące lat dwa odrębne gatunki tych kolczastych srebrnych stworzeń morskich - znane jako bentosowe i limplicowe, oba wywodzące się od jednego gatunku - żyły w spokojnym współistnieniu. Ci pierwsi pozostali przy podłodze, gdzie żywili się mieszkańcami dna; ten ostatni pływał w pobliżu słońca, jedząc owady na powierzchni. Ich siedliska i zachowania były tak różne, że rzadko się spotykali i nigdy się nie krzyżowali. I wszystko było dobrze.
Ale potem stało się coś dziwnego: dwa gatunki ryb po raz kolejny stały się jednym. W jaki sposób?
Odpowiedź dotyczyła inwazyjnych raków, które prawdopodobnie zostały wprowadzone do ekosystemu jeziora przez ludzi. W ciągu trzech lat od przybycia raków oba gatunki ponownie się połączyły. „Wygląda na to, że ktoś mógł wprowadzić raki prawdopodobnie jako źródło pożywienia” - mówi Seth Rudman, biolog ewolucyjny z University of British Columbia, którego artykuł na temat tego zjawiska ukazał się w Current Biology na początku tego roku. „Raki fizycznie zmieniły sposób, w jaki lęgowce gniazdują i rozmnażają się, co zwiększa prawdopodobieństwo kojarzenia” między tymi dwoma gatunkami, mówi.
Być może mówisz do siebie: Czekaj, nie tak działa ewolucja. Właściwie może być. To, co stało się z rybami o długości palca, jest przykładem „introgresywnego wyginięcia”, znanego również jako odwrotna specjacja. Regularna specjacja ma miejsce, gdy członkowie jednego gatunku są podzieleni przez zmiany w ich siedliskach lub zachowaniu. Najbardziej znanym przykładem są zięby Darwina: z czasem zięby na różnych, odizolowanych wyspach różniły się wielkością dzioba i innymi cechami, aż stały się odrębnymi gatunkami. Odwrotna specjacja ma miejsce, gdy te odrębne gatunki ponownie się spotykają, aż znów staną się jednym gatunkiem.
Ale proces nie jest tak prosty, jak się wydaje. To, że dwa stają się jednym, nie oznacza, że jest to ten sam gatunek, z którym zacząłeś. W przypadku sticklebacków nadal nie jest jasne, czy nowy gatunek jest tym samym co wspólny przodek, z którego oba wyewoluowały, czy coś zupełnie innego. „To, czy wrócili do bycia gatunkiem przodków, jest dyskusyjne”, mówi Rudman. „Ich rola ekologiczna jest nieco przesunięta w stosunku do wcześniejszych gatunków. Naprawdę trudno powiedzieć, czy wracają do przeszłości, ale może podążać tą ścieżką. ”
Choć może to zabrzmieć w sprzeczności z intuicją, ewolucja i wyginięcie nie wykluczają się wzajemnie. Wręcz przeciwnie: wyginięcie było fundamentalną częścią teorii, którą Charles Darwin, dziadek ewolucji, przedstawił w 1861 r. W swoim przełomowym pochodzeniu gatunków . „Głęboka jest nasza niewiedza i tak wysokie nasze domniemanie, że dziwimy się, gdy słyszymy o wymarciu istoty organicznej; a ponieważ nie widzimy przyczyny, wymyślamy kataklizmy, by zniszczyć świat, lub wynajdujemy prawa dotyczące długości życia! ”- napisał. To oczywista prawda, nawet jeśli wydaje się sprzeczna: te same naciski selekcyjne, które doprowadzają niektóre gatunki do wyginięcia, zmuszają inne do adaptacji i ewolucji.
Dzisiaj niektórzy badacze twierdzą, że specjacja odwrotna może być coraz bardziej powszechna - szczególnie w środowiskach zmienionych przez ludzi. Przykłady tego rodzaju hybrydyzacji: Endemiczne szare kaczki z Nowej Zelandii są zagrożone wyginięciem nie tylko z powodu utraty siedlisk, ale także z powodu krzyżowania się z inwazyjnymi gatunkami kaczek krzyżówek. Krzyżówki stanowią obecnie ponad 80 procent populacji kaczorowatych Nowej Zelandii, a ponieważ nadal rozmnażają się z szarymi kaczkami, ta ostatnia jest coraz bliżej wyginięcia. Są też słynne zięby Galapagos Darwina. W 1947 r. Zaobserwowano trzy różne gatunki zięb na wyspie Floreana, ale od tego czasu naukowcy odkryli tylko dwa gatunki, a dowody genetyczne wskazują na odwrócenie specjacji.
Podobnie jak w przypadku cierników z jeziora Enos, przykłady te pokazują, że aktywność ludzka napędza hybrydyzację na całym świecie - niezależnie od tego, czy jesteśmy tego świadomi, czy nie.
Stickleback Limnetyczny (górny) i denny (dolny). (R. Carveth, rząd Kanady) Dlaczego niektórzy przeżywają, a inni nie, to kluczowe pytanie w epoce antropocenu, szóstego wielkiego wyginięcia Ziemi. I na ten problem jeszcze nie odpowiemy. W ciągu ostatnich 15 lat straciliśmy wiele gatunków, w tym hawajskie Po'ouli (lub Miód z Czarnej Twarzy), nosorożec czarny z Afryki Zachodniej, Ara Spix i Duży Biały Motyl z Madery. A to tylko niektóre z nielicznych, o których wiemy . Nie jest możliwe zmierzenie pełnej liczby, ponieważ naukowcy nie zidentyfikowali wszystkich gatunków na Ziemi, ale szacujemy, że stracimy od 1000 do 10 000 razy więcej niż normalna liczba gatunków do wyginięcia.
Ale możliwe jest, że w tym zalewie wymierania może być wiele gatunków, które uczą się szybko przystosowywać i przetrwać.
Rozważ badanie z 2015 r., Które nastąpiło po „gatunkach” robotów w komputerowej symulacji ewolucji. Po wprowadzeniu wielu przypadkowych mutacji w ciągu pokoleń naukowcy przeprowadzili symulację masowego wymierania, zabijając 90 procent gatunków. W wyniku masowego uboju pozostałe gatunki ewoluowały znacznie szybciej i wydajniej. W innym badaniu przyglądano się nowo odkrytemu gatunkowi ichtiozaura (grupa obejmuje gady morskie żyjące w czasach dinozaurów). Naukowcy zaobserwowali podobny wybuch promieniowania gatunkowego po wyginięciu permu, w tym różnorodny asortyment ichtiozaurów. Biolog ewolucyjny Chris D. Thomas odkrył nawet, że specjacja roślin przyspiesza podczas antropocenu.
Badania te wskazują na ideę, że aktywność ludzka, która prowadzi do tego masowego wymierania, może również napędzać szybką ewolucję. Nie oznacza to oczywiście, że masowe wyginięcie jest dobre - wystarczy, że będzie na nich cienka srebrna podszewka. „Niewiele wiemy o tym w krótkich skalach czasowych” - mówi Rudman. „Nie mamy pojęcia, ile przepływu genów ułatwi adaptację i ile usunie adaptację.”
Dzięki lepszemu zrozumieniu tego procesu możemy także być w stanie zapobiec wymarciu w przyszłości.
„Wyobraź sobie ognisko” - mówi Rudman. „Odrobina przepływu genów - lub hybrydyzacja - jest jak dodanie kilku patyków lub jednego małego logu. To napędza adaptację. Ale jeśli zrzucisz cały ładunek drewna, to po prostu stłumi ogień. ”Innymi słowy, pewna hybrydyzacja może być pomocna w zapobieganiu wyginięciu - jak w przypadku pantery na Florydzie. Wielkie koty były na skraju wyginięcia, więc naukowcy wprowadzili cougars z Teksasu, aby rozmnażali się z panterami. Teraz populacja pantery jest znów stabilna i genetycznie zdrowa. Ale z trzema kręgosłupami było zbyt wiele hybrydyzacji, ponieważ oba pierwotne gatunki wyginęły. Oddzielne role, jakie odegrali w ekosystemie jeziora, nie są już wypełniane, co zmienia jezioro.
Oczywiście, jeśli ludzie nauczyli się czegokolwiek z majstrowania przy środowisku naturalnym, dzieje się tak, że często może to mieć negatywne skutki. Ale praca Rudmana nad szybką ewolucją niektórych gatunków daje mu nadzieję na przyszłość planety. „Zacznę od stwierdzenia, że jestem zaniepokojony, a już zostało udokumentowane, że dzieje się ogromne wyginięcie” - mówi Rudman. „Powiedziawszy to, powiedziałbym, że być może jestem bardziej optymistyczny niż twój przeciętny biolog, ponieważ badam, jak szybko niektóre gatunki mogą ewoluować.” I ta ewolucja, mówi, może uratować niektóre od wyginięcia.
