Milzīgs evolūcijas pētījums liek mums pārdomāt, kur attīstās Zemes sugas

Pēdējo mēnešu laikā no Mičiganas uz Kaliforniju strādājošie biologi veica dienas un nakts datorsimulācijas, mēģinot sastādīt lielāko evolucionāro zivju ģimenes koku lauka vēsturē. Tagad, aptuveni 30 000 zivju sugu, rezultāti tiek publicēti Daba, un viņi apšauba desmit gadus vecu evolūcijas pieņēmumu.

Biologi jau sen bija pamanījuši ģeogrāfisku modeli, kad runa ir par sugu formu. Siltām, tropiskām vietām ir daudz vairāk sugu šķirņu nekā aukstām, neauglīgām. “Atšķirība sugu daudzveidībā no poliem līdz tropikai ir viens no„ lielajiem modeļiem ”bioloģijā,” skaidro vadošais pētījuma autors un Mičiganas Universitātes zooloģists Daniels Rabosky, Ph.D. uz e-pastu uz Apgrieztā. „Pat zinātnieki zina, ka tropi ir slaveni ar savu izcilo bioloģisko daudzveidību.”

Bet Rabosky jaunajam dokumentam, kas publicēts trešdien, ir jauns pagātnes teorija. Milzu zivju saimes koks norāda, ka tas faktiski ir aukstākais zemes, nevis tropu vietas, kas ir jaunu sugu karstās gultnes.

Sarkanā karaliene ir ātrāka, kad tā ir karsta

Mēģinājumi izskaidrot tropu bioloģisko daudzveidību ir daļēji balstījušies uz ideju par “platuma dažādības gradientu”. Būtībā tas nozīmē, ka uz mūsu planētas ir karstais punkts tieši vidū, kas robežojas ar ekvatoru. Tomēr tas nav tāpēc, ka tropi ir lieliska vieta, kur dzīvot.

Iepriekšējie pētījumi liecina, ka mijiedarbība starp parazītiem, plēsoņām un citiem draudiem izdzīvošanai ir tropos spēcīgāka, radot dabisku izvēli strādāt divreiz ātrāk, lai saglabātu priekšā visus šos draudus, saka Rabosky. Tas savukārt ir izraisījis tropu zivju sugu daudzveidību, ko mēs visi zinām un mīlam. Biologi, kuriem vienmēr ir bijusi konceptuāla analogija, vēlētos salīdzināt procesu ar skatuves Lewis Carroll's Caur Looking Glass kad Alise tiek apstrīdēts sacensībās pret Sarkano karalieni:

"Lēna veida valsts!" Sacīja karaliene. „Tagad, šeit, jūs redzat, tas aizņem visas darbības, ko var darīt, lai saglabātu to pašu vietu. Ja vēlaties kaut kur citur nokļūt, jums jādarbojas vismaz divreiz ātrāk! ”

No šīs nedaudz ekscentriskās analoģijas nāk parastā gudrība evolucionārajā bioloģijā: sarkanā karaliene darbojas ātrāk, kad tā ir karsta. Tas ir līdz šim, jo ​​Rabosky pētījumi to visu atspēko.

Jauns modelis specifikācijai

Pēc evolūcijas koka konstruēšanas un analīzes Rabosky un viņa komanda secināja, ka pēdējo miljonu gadu laikā polārūdeņos dzīvojošās zivis faktiski veidoja jaunas sugas divreiz ātrāk nekā tropu ūdeņos.

Kā šī komanda spēja atrast pārliecinošus pierādījumus, kas ir pretrunā ar evolūcijas teorijas gadsimtiem? Viņi sāka analizēt pieejamos DNS datus no aptuveni 5000 zivju sugām un pēc tam izmantoja citas izvietošanas metodes, lai novērtētu, kur atlikušās zivis būtu jāiekļaujas ciltskokā. Statistikas analīzes programmas, ko sauc par BAMM, vadīšana šajā “ģimenes kokā” aprēķināja, cik ātri sugas atšķīrās viena no otras, salīdzinot DNS atšķirības: parasti var pieņemt, ka mazāk DNS divu sugu daļa, jo vairāk laika ir pagājis, kopš viņi “atšķīrās “No vienas sugas divās atsevišķās sugās.

„Šis koks ir daudz lielāks nekā jebkurš iepriekšējais pētījums par zivīm,” saka Rabosky. „Tas ļāva mums novērtēt likmes, kādas sugas veidojas ar daudz lielāku precizitāti nekā iepriekšējie pētījumi.” Tomēr viņa novatoriskajam atklājumam ir nozveja: tam vēl nav labs skaidrojums.

Rabosky un viņa komanda joprojām nav precīzi pārliecināti, kāpēc sprieguma līmenis polos ir ātrāks. Viņš ierosina, ka tas varētu novest pie idejas, ka stingrie polārie apstākļi, piemēram, ledāji un pastāvīgs ledus segums, lika virknei masu izmiršanu, kas atvēra durvis jaunām sugām. Viņš to sauc par „atsitiena efektu”.

„Iespējams, ka izmiršana strauji izzūd sugas pie augstiem platuma grādiem, bet veidojas jaunas sugas, lai aizpildītu šīs ekoloģiskās nišas ne pārāk ilgi pēc izzušanas,” viņš skaidro.

Svarīgi ir tas, ka, lai gan sugas polos atšķīrās straujāk nekā zemākajos platumos, tropu reģionos joprojām bija daudzveidīgākas sugas. kopumā. Rabosky to sauc par “sugu bagātību”, kas līdz šim vienmēr bija izskaidrojams ar pieņēmumu, ka sugas tropos straujāk atšķiras. Tagad Rabosky atklājumi šajā vietā rada caurumus, bet nav skaidra alternatīva skaidrojuma.

Pašlaik šķiet, ka sarkanā karaliene spēs ātri strādāt neatkarīgi no tā, kāda temperatūra ir. Patiesībā viņa pat varētu darboties ātrāk, ja tā ir neiespējama.