En af de vigtigste udviklingsprocesser - naturlig udvælgelse - udspiller sig lige for vores øjne. I løbet af det sidste halve århundrede har insekter, der ikke er bange for pesticider, mus, der ikke er følsomme over for gift, og bakterier, der er resistente over for antibiotika, dukket op på Jorden. Hvem og hvordan tilpasser sig sig til ugunstige forhold.
Overlevende fra orkaner
I sommeren 2017 observerede en gruppe forskere fra Harvard University bestande af små firben, Anolis scriptus, der boede på Turks- og Caicosøerne i Vestindien. Fire dage efter ekspeditionens afslutning ramte orkanerne Irma og Maria øhavet. Seks uger senere vendte biologerne tilbage for at indsamle dataene igen.
Det viste sig at efter naturkatastrofen ændrede firbenene sig mærkbart - de overlevende tæer var i gennemsnit længere, forbenene var større, kroppen var kortere, og lårbenene var mindre. Forskere har antydet, at disse tegn hjalp reptilerne med at overleve orkanen, og nu vil de få fodfæste i de næste generationer af Anolis scriptus, der bor på øerne.
Efter orkaner Irma og & quot; Maria & quot; i 2017 har udseendet af Anolis scriptus-firben, der bor på øerne i Vestindien, ændret sig - hos overlevende dyr var tæerne på poterne i gennemsnit længere, forbenene var større, kropslængden var kortere / Rian Castillo / Anolis scriptus femelle.
Kunstig evolution
Salgsfremmende video:
Så takket være de rasende elementer observerede forskere for første gang den naturlige selektion i naturen. Før dette blev processerne med tilpasning af levende organismer til ændrede miljøforhold og speciation kunstigt simuleret i laboratorier.
Oftest blev bakterier genstand for undersøgelse - de formerer sig ret hurtigt, og deres genom er lille i størrelse, hvilket giver mulighed for relativt kort tid at studere de processer, der tager tusinder af år i mere komplekse organismer. Det mest berømte eksperiment, der begyndte i 1988 og fortsætter i dag, blev iscenesat af en gruppe forskere fra University of Michigan, ledet af evolutionærbiologen Richard Lensky.
I februar 1988 skabte forskere tolv populationer af en enkelt stamme af Escherichia coli (E. coli) og placerede dem i et kunstigt miljø, hvor glukose var den eneste fødekilde. Derudover var citrat til stede i opløsningen, men E. coli kunne ikke føde på den.
Tolv populationer af E. coli-bakterier, der er observeret af forskere i 30 år. Foto: Brian Baer og Neerja Hajela.
I tredive år (mere end 68 tusind generationer af Escherichia coli har ændret sig) er bakterier i alle populationer vokset og har lært at absorbere næringsstoffer, herunder citrat bedre. De mutationer, der gjorde det muligt for E. coli at tilpasse sig deres miljø var forskellige i alle populationer, men de forekom i de samme gener - hvert bakteriefællesskab forsøgte at finde sin egen vej i evolutionen.
Stærkere tænder, større hoveder
Nogle gange tilpasser komplekse organismer sig til miljøforholdene ikke i årtusinder, men meget hurtigere. F.eks. Har vægleben Podarcis sicula, der bor på en af øerne i Adriaterhavet, ændret størrelse, form på hovedet og strukturen i fordøjelseskanalen på blot 36 år, skønt genetisk er de stadig ikke skelnen fra slægtninge, der bor andre steder.
I 1971 transporterede forskere fem par voksne af Podarcis-sicula fra Pod Kopiste Island til det nærliggende Pod Markaru. Forholdene på det nye sted lignede det sædvanlige levested, men der var praktisk talt ingen landbaserede rovdyr, og efter tredive år var krybdyrene, der havde spredt sig over hele øen, udadvendt fra deres kongenerer på Pod Kopist.
Væggen (Podarcis siculus), når de blev flyttet til øen Pod Markaru, ændrede sig i udseende: den blev større, dens bagben blev forkortet, og en ileocecal ventil Kurt W. Becker / Lucertola campestre en caccia dukkede op i mave-tarmkanalen.
Nybyggernes øgler blev større, begyndte at løbe langsommere (deres bagben blev forkortet), deres hoveder så mere massive ud, og deres tænder var stærkere, fordi de på Pod Markaru var nødt til at fodre hovedsageligt med hårde og fibrøse planter og ikke insekter, som før. På grund af ændringer i dyrenes diæt er der også opstået en ny struktur i mave-tarmkanalen - ileocecal-ventilen, som danner et slags gæringskamre i tarmen, hvor mikrober nedbryder vanskelige at fordøje stykker plantemat.
Ølivet gør dig smartere
Generelt er ødyr som regel af mere interesse for forskere end deres kusiner til fastlandet - på øer er udviklingen hurtigere. Store dyr, engang isoleret, bliver mindre, små, tværtimod, de bliver enorme og undertiden på meget kort tid.
Livet på øerne giver undertiden ganske uventede fordele. Som en international gruppe forskere fandt ud af, at efter at have analyseret data om hjernestørrelsen på elleve og et halvt tusinde fugle, der hører til 1931 arter, er hjernene til øfugle større end hos kontinentale slægtninge, og dette er resultatet af evolutionen.
Den nye caledonske ravn laver "valuta" til automaten. Foto: Jelbert et al. / Videnskabelige rapporter 2018.
Leveforholdene på øerne er mindre forudsigelige, og hvis situationen forværres, er det vanskeligere at flytte til et andet sted end på kontinentet. Derfor er en stor hjerne, der er i stand til mere kompleks adaptiv adfærd, en evolutionær fordel. Disse fund understøtter observationer af den nykaledoniske ravn (Corvus moneduloides), som er i stand til at bruge værktøjer og genskabe dem fra hukommelsen, og spetten træfink (Camarhynchus pallidus), som kan bruge værktøjer og endda behandle dem.
Mus, der ikke kan blive forgiftet
Ugunstige levevilkår tvinger kontinentale dyr til at udvikle sig hurtigt. Dette skete med almindelige husmus. Siden 1950'erne blev de forgiftet med warfarin-gift - nogle personer, der var resistente over for dette pesticid, blev fundet allerede i 1964, og i 2011 beskrev forskere en bestand af husmus (Mus musculus domesticus), hvorpå warfarin ikke overhovedet virker.
En sådan hurtig tilpasning (60-70 år er intet efter evolutionens standarder) skyldtes den utrolige hurtige reproduktion af disse gnavere. Som tyske forskere påpeger, er resistens mod gift et resultat af en mutation i vkorc1-genet, der er til stede i genomerne hos alle pattedyr og er ansvarlig for arbejde med vitamin K.
En persons konstante forsøg på at ødelægge visse skadedyr og parasitter går som hovedregel sidelæns. Det var ønsket om at besejre dødbringende infektioner, der førte til fremkomsten af antibiotikaresistente superbugs, og ønsket om at beskytte planter mod insekter førte til spredning af pesticidresistente dyr. I løbet af det sidste halve århundrede er der registreret mere end to og et halvt tilfælde af tilpasning af insektskadedyr til forskellige giftstoffer.
Alfiya Enikeeva