Een van de belangrijkste processen van evolutie - natuurlijke selectie - ontvouwt zich vlak voor onze ogen. In de afgelopen halve eeuw zijn op aarde insecten verschenen die niet bang zijn voor pesticiden, muizen die niet gevoelig zijn voor
Overlevenden van de orkaan
In de zomer van 2017 observeerde een groep wetenschappers van de Harvard University populaties van kleine hagedissen, Anolis scriptus, die op de Turks- en Caicoseilanden in West-Indië leefden. Vier dagen na het einde van de expeditie troffen orkanen Irma en Maria de archipel. Zes weken later keerden de biologen terug om de gegevens opnieuw te verzamelen.
Het bleek dat na de natuurramp de hagedissen merkbaar veranderden - de overgebleven tenen waren gemiddeld langer, de voorpoten waren groter, het lichaam was korter en de dijbeenderen waren kleiner. Wetenschappers hebben gesuggereerd dat deze tekens de reptielen hebben geholpen om de orkaan te overleven, en nu zullen ze voet aan de grond krijgen in de volgende generaties Anolis scriptus die op de eilanden leven.
Na orkanen Irma en & quot; Maria & quot; in 2017 is het uiterlijk van de Anolis scriptus-hagedissen, die op de eilanden in West-Indië leven, veranderd - bij overlevende dieren waren de tenen op de poten gemiddeld langer, de voorpoten waren groter, de lichaamslengte was korter / Rian Castillo / Anolis scriptus femelle.
Kunstmatige evolutie
Promotie video:
Dus, dankzij de razende elementen, hebben onderzoekers voor het eerst natuurlijke selectie in de natuur waargenomen. Voordien werden de processen van aanpassing van levende organismen aan veranderende omgevingsomstandigheden en soortvorming in laboratoria kunstmatig gesimuleerd.
Meestal werden bacteriën het object van studie - ze vermenigvuldigen zich snel genoeg en hun genoom is klein van formaat, waardoor het mogelijk is om processen in meer complexe organismen in relatief korte tijd te bestuderen die duizenden jaren duren. Het beroemdste experiment, dat begon in 1988 en tot op de dag van vandaag voortduurt, werd georganiseerd door een groep wetenschappers van de Universiteit van Michigan, onder leiding van de evolutiebioloog Richard Lensky.
In februari 1988 creëerden onderzoekers twaalf populaties van een enkele stam van Escherichia coli (E. coli) en plaatsten ze in een kunstmatige omgeving waar glucose de enige voedselbron was. Bovendien was citraat aanwezig in de oplossing, maar E. coli kon zich er niet van voeden.
Twaalf populaties van E. coli-bacteriën die al 30 jaar door wetenschappers worden waargenomen. Foto: Brian Baer en Neerja Hajela.
Gedurende dertig jaar (meer dan 68 duizend generaties van Escherichia coli zijn veranderd) zijn bacteriën in alle populaties gegroeid en hebben ze geleerd om voedingsstoffen, waaronder citraat, beter op te nemen. De mutaties waardoor E. coli zich aan hun omgeving kon aanpassen, waren in alle populaties verschillend, maar ze kwamen voor in dezelfde genen - elke bacteriegemeenschap probeerde zijn eigen pad in de evolutie te vinden.
Sterkere tanden, grotere koppen
Soms passen complexe organismen zich niet millennia lang aan de omgevingsomstandigheden aan, maar veel sneller. Zo heeft de muurhagedis Podarcis sicula, die op een van de eilanden in de Adriatische Zee leeft, de grootte, vorm van het hoofd en de structuur van het spijsverteringskanaal in slechts 36 jaar veranderd, hoewel ze genetisch nog steeds niet te onderscheiden zijn van hun familieleden die elders wonen.
In 1971 transporteerden onderzoekers vijf paar volwassen Podarcis sicula van het eiland Pod Kopiste naar het naburige Pod Markaru. De omstandigheden op de nieuwe plek leken op de gebruikelijke habitat, maar er waren praktisch geen roofdieren op het land, en na dertig jaar waren de reptielen die zich over het eiland hadden verspreid uiterlijk anders dan hun soortgenoten op Pod Kopist.
De muurhagedis (Podarcis siculus) veranderde van uiterlijk toen hij naar het eiland Pod Markaru werd verplaatst: hij werd groter, zijn achterpoten werden ingekort en een ileocecale klep Kurt W. Becker / Lucertola campestre een caccia verscheen in het maagdarmkanaal.
De kolonistenhagedissen werden groter, begonnen langzamer te rennen (hun achterpoten waren korter), hun hoofden zagen er massiever uit en hun tanden waren sterker, omdat ze zich op Pod Markaru voornamelijk moesten voeden met taaie en vezelige planten, en niet met insecten, zoals voorheen. Door veranderingen in de voeding van dieren is er ook in het maagdarmkanaal een nieuwe structuur ontstaan - de ileocecale klep, die in de darm een soort fermentatiekamers vormt waarin microben moeilijk verteerbare stukjes plantaardig voedsel afbreken.
Het eilandleven maakt je slimmer
In het algemeen zijn eilanddieren in de regel interessanter voor wetenschappers dan hun neven op het vasteland - op eilanden gaat de evolutie sneller. Grote dieren, eenmaal geïsoleerd, worden kleiner, kleine daarentegen, worden enorm, en soms in zeer korte tijd.
Het leven op de eilanden geeft soms nogal onverwachte voordelen. Zoals een internationale groep wetenschappers ontdekte, na analyse van gegevens over de hersengrootte van elf en een half duizend vogels die tot 1931 soorten behoren, zijn de hersenen van eilandvogels groter dan die van continentale familieleden, en dit is het resultaat van evolutie.
De New Caledonian Raven maakt "geld" voor de automaat. Foto: Jelbert et al. / Wetenschappelijke rapporten 2018.
De leefomstandigheden op de eilanden zijn minder voorspelbaar en als de situatie verslechtert, is het moeilijker om naar een andere plek te verhuizen dan op het continent. Daarom is een groot brein dat in staat is tot meer complex aanpassingsgedrag een evolutionair voordeel. Deze bevindingen ondersteunen waarnemingen van de Nieuw-Caledonische raaf (Corvus moneduloides), die in staat is om gereedschappen te gebruiken en ze uit het geheugen na te bootsen, en de spechtboomvink (Camarhynchus pallidus), die gereedschappen kan gebruiken en deze zelfs kan verwerken.
Muizen die niet vergiftigd kunnen worden
Ongunstige leefomstandigheden dwingen continentale dieren om snel te evolueren. Dit gebeurde met gewone huismuizen. Sinds de jaren 1950 werden ze vergiftigd met warfarine
Zo'n snelle aanpassing (60-70 jaar is niets volgens de normen van de evolutie) was te danken aan de ongelooflijk snelle reproductie van deze knaagdieren. Zoals Duitse onderzoekers opmerken, is resistentie tegen
De constante pogingen van een persoon om bepaalde plagen en parasieten te vernietigen, gaan in de regel zijwaarts. Het was de wens om dodelijke infecties te verslaan die leidde tot de opkomst van antibioticaresistente superbacteriën, en de wens om planten te beschermen tegen insecten leidde tot de verspreiding van pesticidenresistente dieren. In de afgelopen halve eeuw zijn meer dan tweeënhalf gevallen geregistreerd van aanpassing van insectenplagen aan verschillende soorten gifstoffen.
Alfiya Enikeeva
