Eden glavnih procesov evolucije - naravna selekcija - se odvija pred našimi očmi. V zadnjem pol stoletja so se na Zemlji pojavile žuželke, ki se ne bojijo pesticidov, miši, ki niso občutljive na strup, in bakterije, odporne na antibiotike. Kdo in kako se prilagaja neugodnim razmeram.
Preživeli orkani
Poleti 2017 je skupina znanstvenikov z univerze Harvard opazovala populacijo majhnih kuščarjev Anolis scriptus, ki živijo na otokih Turks in Caicos v Zahodni Indiji. Štiri dni po koncu ekspedicije sta orkan udarila orkan Irma in Maria. Šest tednov kasneje so se biologi vrnili tja, da so ponovno zbrali podatke.
Izkazalo se je, da so se po naravni katastrofi kuščarji opazno spremenili - preživeli prsti so bili v povprečju daljši, sprednje noge so bile večje, telo krajše, stegenske kosti pa manjše. Znanstveniki domnevajo, da so ti znaki pomagali plazilcem, da so preživeli orkan, zdaj pa se bodo uveljavili v naslednjih generacijah Anolis scriptus, ki živi na otokih.
Po orkanu Irma in & quot; Marija & quot; leta 2017 se je videz kuščarjev Anolis scriptus, ki živijo na otokih v zahodni Indiji, spremenil - pri preživelih živalih so bili prsti na tacah v povprečju daljši, sprednje noge so bile večje, dolžina telesa je bila krajša / Rian Castillo / Anolis scriptus femelle.
Umetna evolucija
Promocijski video:
Tako so raziskovalci zahvaljujoč besnim elementom prvič opazili naravno selekcijo v naravi. Pred tem so v laboratorijih umetno simulirali procese prilagajanja živih organizmov spreminjajočim se okoljskim razmeram in specifikaciji.
Najpogosteje so bakterije postale predmet preučevanja - razmnožujejo se precej hitro, njihov genom pa je majhnih, kar omogoča razmeroma kratek čas za preučevanje procesov, ki trajajo tisoč let v bolj zapletenih organizmih. Najbolj znan poskus, ki se je začel leta 1988 in se nadaljuje do danes, je uprizorila skupina znanstvenikov z univerze v Michiganu, ki jo je vodil evolucijski biolog Richard Lensky.
Februarja 1988 so raziskovalci ustvarili dvanajst populacij enega samega seva bakterije Escherichia coli (E. coli) in jih dali v umetno okolje, kjer je bila glukoza edini vir hrane. Poleg tega je bil v raztopini prisoten citrat, vendar se E. coli z njo ni mogel hraniti.
Dvanajst populacij bakterij E. coli, ki so jih znanstveniki opazovali 30 let. Foto: Brian Baer in Neerja Hajela
V tridesetih letih (več kot 68 tisoč generacij Escherichia coli se je spremenilo) so bakterije v vseh populacijah rasle in se naučile bolje absorbirati hranila, vključno s citratom. Mutacije, ki so omogočile, da se je E. coli prilagodil svojemu okolju, so bile pri vseh populacijah različne, vendar so se pojavljale v istih genih - vsaka bakterijska skupnost je poskušala najti svojo pot v evoluciji.
Močnejši zobje, večje glave
Včasih se zapleteni organizmi prilagajajo okoljskim razmeram ne tisočletja, ampak veliko hitreje. Na primer, stenski kuščar Podarcis sicula, ki živi na enem od otokov v Jadranskem morju, je v samo 36 letih spremenil velikost, obliko glave in strukturo prebavnega trakta, čeprav jih genetsko še vedno ne razlikujejo od sorodnikov, ki živijo drugje.
Leta 1971 so raziskovalci prevažali pet parov odraslih podarcis sicula z otoka Pod Kopiste na sosednji Pod Markaru. Razmere v novem kraju so spominjale na običajni habitat, kopenskih plenilcev pa praktično ni bilo, po tridesetih letih pa so se plazilci, ki so se razširili po vsem otoku, navzven razlikovali od svojih rodov na Pod Kopistu.
Stenski kuščar (Podarcis siculus) se je ob preselitvi na otok Pod Markaru spremenil v videzu: postal je večji, zadnje okončine so se skrajšale in v prebavilih se je pojavil ileocekalni ventil Kurt W. Becker / Lucertola campestre.
Naselitveni kuščarji so se povečali v velikosti, začeli so počasneje teči (zadnje okončine so se skrajšale), glave so bile videti bolj masivne, zobje pa močnejši, saj so se na Pod Markaru morali hraniti predvsem z žilavimi in vlaknastimi rastlinami in ne z žuželkami, kot prej. Zaradi sprememb v prehrani živali se je pojavila tudi nova struktura v prebavilih - ileocekalni ventil, ki v črevesju tvori nekakšne fermentacijske komore, v katerih mikrobi razgradijo težko prebavljive koščke rastlinske hrane.
Otoško življenje vas naredi pametnejše
Na splošno so otoške živali znanstvenikom praviloma bolj zanimive kot njihovi celinski bratranci - na otokih je evolucija hitrejša. Velike živali, ko so enkrat v osami, postanejo manjše, majhne, nasprotno, postanejo ogromne in včasih v zelo kratkem času.
Življenje na otokih včasih daje precej nepričakovane prednosti. Kot je ugotovila mednarodna skupina znanstvenikov, so po analizi podatkov o velikosti možganov enajst in pol tisoč ptic, ki pripadajo 1931 vrstam, možgani otoških ptic večji od možganov celinskih sorodnikov, kar je posledica evolucije.
Nova kaledonska raven naredi "valuto" za prodajni avtomat. Foto: Jelbert et al. / Znanstvena poročila 2018.
Življenjske razmere na otokih so manj predvidljive in če se stanje še poslabša, se je težje preseliti v drug kraj kot na celino. Zato so veliki možgani, ki so sposobni kompleksnejšega prilagodljivega vedenja, evolucijska prednost. Te ugotovitve potrjujejo opažanja novokaledonskega vorona (Corvus moneduloides), ki lahko uporablja orodja in jih poustvari iz spomina, ter drevesnega drevesa (Camarhynchus pallidus), ki lahko uporablja orodja in jih celo obdeluje.
Miše, ki jih ni mogoče zastrupiti
Neugodni življenjski pogoji silijo celinske živali, da se hitro razvijajo. To se je zgodilo z navadnimi hišnimi mišmi. Od petdesetih let prejšnjega stoletja so bili zastrupljeni z strupom varfarina - nekatere posameznike, odporne na ta pesticid, so našli že leta 1964, znanstveniki pa so do leta 2011 opisali populacijo hišnih miši (Mus musculus domesticus), na katerih varfarin sploh ne deluje.
Takšna hitra prilagoditev (60-70 let ni nič v skladu z evolucijskimi standardi) je bila posledica neverjetno hitrega razmnoževanja teh glodalcev. Kot poudarjajo nemški raziskovalci, je odpornost na strup posledica mutacije gena vkorc1, ki je prisoten v genomih vseh sesalcev in je odgovoren za delo vitamina K.
Nenehni poskusi človeka uničiti določene škodljivce in parazite praviloma gredo vstran. Želja po premagovanju smrtonosnih okužb je povzročila nastanek na antibiotike odpornih superbugov, želja po zaščiti rastlin pred žuželkami pa je povzročila širjenje živali, odpornih na pesticide. V zadnjem pol stoletja so zabeležili več kot dva in pol primera prilagajanja škodljivcev žuželk različnim strupom.
Alfija Enikeeva