Ewolucja czasami przyspiesza
Paweł Szablewski | 2009-10-30
Coraz więcej badań wskazuje na możliwość formowania się poszczególnych gatunków czy grup genów z różną szybkością. Oznacza to, że zmiany w genach nie zachodzą ani powoli, ani stopniowo. Jest to o tyle istotne, że wiele analiz badających genealogie czy etapy powstania gatunków bazuje na średnich wartościach zachodzących zmian w genach całej grupy, a często wszystkich zwierząt czy organizmów.
Badania przeprowadzono na grupie gatunków wprowadzonych do nowego środowiska. Jedne z prac przeprowadzili naukowcy z Swanne Pamela Gordon z University of California. W trakcie doświadczenia grupę 200 rybek gupików, żyjących w jednej z rzek Trinidadu, przeniesiono do innej pobliskiej rzeki.
W rzece tej pierwotnie gupików nie widywano. Niektóre z nich trafiły w miejsca wolne od drapieżników, a inne gdzie czasami się one pojawiały. Powtórne badania nad przeniesionymi rybkami przeprowadzono po ośmiu latach. Przede wszystkim skupiono się na wyszukiwaniu cech, które pomogły im przeżyć w nowym środowisku. Rybki, które znalazły się w środowisku z drapieżnikami zaczęły produkować więcej potomstwa. Jest to zrozumiałe, że względu na mniejszą szanse dożycia następnego cyklu reprodukcyjnego. Natomiast w miejscach bez drapieżników mniejsza liczba potomstwa pomagała lepiej wykorzystać nikłe zasoby środowiska. W następnym etapie doświadczenia oznaczono i przeniesiono większą ilość gupików i porównano przeżywalność ich potomstwa z wcześniej przeniesionymi rybkami. Okazało się, że zwierzęta już zaadaptowane do środowiska mają o 54-59 procent większą przeżywalność od świeżo introdukowanych. Jak zaznaczają naukowcy przeżywalność młodych jest podstawą do utrzymania się całej populacji. Najbardziej zadziwiające jest jednak, że tak znaczące różnice między rybkami wystąpiły już po ośmiu latach, tj po 13-26 generacjach. Wskazuje to na bardzo szybki przebieg procesów ewolucyjnych.
Inna praca dotyczy szybkiej zmiany stosunku płci u pewnego gatunku motyla (Hypolimnas bolina) zaatakowanego przez pasożyta, eliminującego samce. W normalnie funkcjonującej populacji tego gatunku stosunek płci powinien oscylować w okolicy 1:1. Badania przeprowadzili naukowcy z Emily Hornett z University of Liverpool, wykorzystując eksponaty muzealne osobników pochodzących z Figi. Pozwoliło to stwierdzić znaczące zwiększenie liczby porażonych osobników i zmianę stosunku płci z 2:1 do 10:1 na korzyść samic, w stosunkowo krótkim okresie czasu ośmiu lat (pomiędzy 1886 a 1894 rokiem). Badaniem objęto kilka populacji z okresu pomiędzy około 1870 a 1930 rokiem. Wiele z motyli z tego okresu porażonych przez pasożyta wykazywało dużą zmienność w barwach skrzydeł, przez co często lądował w różnych kolekcjach z szczegółowym opisem. Tajemniczym pasożytem eliminującym samce okazał się gatunek bakterii Wolbachia. Współcześnie prowadzone badania wykazały głębokie zmiany w frekwencji płci u czterech z pięciu analizowanych populacji. U dwóch nadal przeważały samice, a w jednej stosunek płci wyrównał się 1:1. Badania wykazały duże wahania w stosunku płci mimo ciągłego występowania bakterii eliminującej samce. Oznacza to różny sposób ich dostosowania się (zmian ewolucyjnych) do atakujących je bakterie.
Także nasz gatunek zdaje się ewoluować szybciej niż wynosi średnia. Dowodzi tego John Hawks z Uniwersytetu Wisconsin w Madison wspólnie z innymi współpracownikami. Analizując materiał genetyczny od 270 osób o różnym pochodzeniu etnicznym (Chińczycy, Japończycy, Afrykańczycy, ludy północnoeuropejskie), doszli do wniosku, że przynajmniej siedem procent naszych genów ulegało przyspieszonym zmianom w przeciągu ostatnich 10 tysięcy lat. Większość zmian związana jest z rozwojem naszej cywilizacji. Głównie dotyczy to układu trawiennego i odpornościowego naszego organizmu. Według przeprowadzonych badań jeszcze 50 tysięcy lat temu nasze DNA było w miarę stałe, potem zaczęło przyspieszać. Analizy kończą sie około 5 tysięcy lat temu, zastosowane metody nie pozwalają badać wcześniejszych okresów. Przypuszcza się, że obecnie najsilniej działają na nas przynajmniej w Europie choroby cywilizacyjne (związane z stresem, gęstością zaludnienia).
Źródło:
- ScienceDaily, 11.09.2009r., A Boy For Every Girl? Not Even Close: Scientists Trace Evolution Of Butterflies Infected With Deadly Bacteria,
- eurekalert.org, 02.06.2009r., When evolution is not so slow and gradual,
- eurekalert.org. 26.01.2009r., Natural selection is not the only process that drives evolution.