En av de viktigste prosessene for evolusjon - naturlig seleksjon - utspiller seg rett for øynene våre. I løpet av det siste halve århundret har insekter som ikke er redd for plantevernmidler, mus som ikke er følsomme for gift, og bakterier som er resistente mot antibiotika dukket opp på jorden. Hvem og hvordan tilpasser seg seg til ugunstige forhold.
Overlevende fra orkaner
Sommeren 2017 observerte en gruppe forskere fra Harvard University bestander av små øgler, Anolis scriptus, bosatt på Turks- og Caicosøyene i Vest-India. Fire dager etter avsluttet ekspedisjon, slo orkanene Irma og Maria øygruppen. Seks uker senere kom biologene tilbake dit for å samle inn dataene på nytt.
Det viste seg at etter naturkatastrofen endret øglene seg markant - de overlevende tærne var i gjennomsnitt lengre, forbenene var større, kroppen var kortere og lårbeinene var mindre. Forskere har antydet at disse skiltene hjalp reptilene å overleve orkanen, og nå vil de få fotfeste i de neste generasjoner av Anolis scriptus som bor på øyene.
Etter orkanene Irma og & quot; Maria & quot; i 2017 har utseendet til Anolis scriptus-øgler, som lever på øyene i Vest-India, endret - hos overlevende dyr var tærne på labbene i gjennomsnitt lengre, forstammene var større, kroppslengden var kortere / Rian Castillo / Anolis scriptus femelle.
Kunstig evolusjon
Salgsfremmende video:
Så takket være de rasende elementene observerte forskere for første gang naturlig utvalg i naturen. Før dette ble prosessene for tilpasning av levende organismer til endrede miljøforhold og spesiasjon kunstig simulert i laboratorier.
Oftest ble bakterier gjenstand for undersøkelse - de formerer seg raskt nok, og deres genom er lite i størrelse, noe som gjør det mulig å studere prosesser på relativt kort tid som tar tusenvis av år i mer komplekse organismer. Det mest kjente eksperimentet, som begynte i 1988 og fortsetter til i dag, ble iscenesatt av en gruppe forskere fra University of Michigan, ledet av evolusjonsbiologen Richard Lensky.
I februar 1988 opprettet forskere tolv bestander av en enkelt stamme av Escherichia coli (E. coli) og plasserte dem i et kunstig miljø der glukose var den eneste matkilden. I tillegg var sitrat til stede i løsningen, men E. coli kunne ikke mate den.
Tolv populasjoner av E. coli-bakterier som er observert av forskere i 30 år. Foto: Brian Baer og Neerja Hajela.
I tretti år (mer enn 68 tusen generasjoner av Escherichia coli har endret seg) har bakterier i alle populasjoner vokst og har lært å absorbere næringsstoffer, inkludert sitrat. Mutasjonene som tillot E. coli å tilpasse seg omgivelsene var forskjellige i alle populasjoner, men de forekom i de samme genene - hvert bakteriesamfunn prøvde å finne sin egen vei i evolusjonen.
Sterkere tenner, større hoder
Noen ganger tilpasser komplekse organismer seg til miljøforholdene ikke i årtusener, men mye raskere. For eksempel har veggen øgle Podarcis sicula, som bor på en av øyene i Adriaterhavet, endret størrelse, form på hodet og strukturen i fordøyelseskanalen på bare 36 år, selv om de genetisk sett fremdeles ikke kan skilles fra pårørende som bor andre steder.
I 1971 fraktet forskere fem par voksne av Podarcis-sicula fra Pod Kopiste Island til nabolandet Pod Markaru. Forholdene på det nye stedet lignet på den vanlige naturen, men det var praktisk talt ingen landbaserte rovdyr, og etter tretti år var krypdyrene som hadde spredd seg over hele øya, utad forskjellig fra sine slektninger på Pod Kopist.
Veggödlan (Podarcis siculus), flyttet til øya Pod Markaru, endret seg i utseende: den ble større, bakbenene ble forkortet, og en ileocecal ventil Kurt W. Becker / Lucertola campestre en caccia dukket opp i mage-tarmkanalen.
Nybyggerens øgler økte i størrelse, begynte å løpe saktere (bakbenene var forkortet), hodene deres så mer massive ut og tennene deres var sterkere, fordi de på Pod Markaru måtte mate hovedsakelig på tøffe og fibrøse planter, og ikke insekter, som før. På grunn av endringer i kostholdet til dyr oppstod en ny struktur i mage-tarmkanalen - ileocecal-ventilen, som danner et slags gjæringskamre i tarmen, der mikrober bryter ned ufordøyelige deler av plantemat.
Øyelivet gjør deg smartere
Generelt er øydyr, som regel, av mer interesse for forskere enn deres fastlandsfetter - på øyer går evolusjonen raskere. Store dyr, når de isolert sett er blitt mindre, små, tvert imot, blir enorme, og noen ganger på veldig kort tid.
Livet på øyene gir noen ganger ganske uventede fordeler. Som en internasjonal gruppe forskere fant ut, etter å ha analysert data om hjernestørrelsen til elleve og et halvt tusen fugler som tilhører 1931 arter, er hjernen til øyfuglene større enn for kontinentale slektninger, og dette er resultatet av evolusjonen.
The New Caledonian Raven lager "valuta" for automaten. Foto: Jelbert et al. / Vitenskapelige rapporter 2018.
Levekårene på øyene er mindre forutsigbare, og hvis situasjonen forverres, er det vanskeligere å flytte til et annet sted enn på kontinentet. Derfor er en stor hjerne som er i stand til mer kompleks adaptiv atferd, en evolusjonær fordel. Disse funnene støtter observasjoner av den ny-kaledonske ravnen (Corvus moneduloides), som er i stand til å bruke verktøy og gjenskape dem fra minnet, og hakkespettens trekk (Camarhynchus pallidus), som kan bruke verktøy og til og med bearbeide dem.
Mus som ikke kan forgiftes
Ugunstige levekår tvinger kontinentale dyr til å utvikle seg raskt. Dette skjedde med vanlige husmus. Siden 1950-tallet ble de forgiftet med warfarin-gift - noen individer som var resistente mot dette plantevernmidlet ble funnet allerede i 1964, og i 2011 beskrev forskere en bestand av husmus (Mus musculus domesticus), som ikke warfarin virker i det hele tatt.
En så rask tilpasning (60-70 år er ingenting etter evolusjonens standarder) skyldtes den utrolige raske reproduksjonen av disse gnagere. Som tyske forskere påpeker, er resistens mot gift et resultat av en mutasjon i vkorc1-genet, som er til stede i genomene til alle pattedyr og er ansvarlig for arbeidet med vitamin K.
En konstant forsøk på en person å ødelegge visse skadedyr og parasitter går som regel sideveis. Det er ønsket om å beseire dødelige infeksjoner som har ført til fremveksten av antibiotikaresistente superbugs, og ønsket om å beskytte planter mot insekter har ført til spredning av skadedyrresistente dyr. I løpet av det siste halve århundret er det registrert mer enn to og et halvt tilfeller av tilpasning av skadedyr til forskjellige giftstoffer.
Alfiya Enikeeva
