Czy tempo zmian ewolucyjnych jest wyższe niż dotychczas sądzono?Czas czytania: 5 min

Wieści ze świata nauki to cykl tekstów skupiających się na najnowszych doniesieniach naukowo-badawczych z różnorodnych dziedzin. W tekstach tych omawiane są bieżące artykuły publikowane w prestiżowych czasopismach naukowych, a także ich znaczenie dla stanu współczesnej wiedzy. Powszechnie znana jest sentencja autorstwa Newtona, zgodnie z którą to, „co my wiemy, to tylko kropelka. Czego nie wiemy, to cały ocean.” Celem tekstów publikowanych w tym dziale jest przybliżenie czytelnikom właśnie tych kropelek.

Według klasycznej wykładni różnorodność biologiczna zależy od zmian ewolucyjnych – od zmienności genetycznej i doboru naturalnego. Proces pojawiania się nowych cech organizmów jest złożony i wpływ na niego ma wiele czynników, przede wszystkim to, czy dana cecha zwiększa szanse na przetrwanie i wydanie potomstwa. Szeroko zakrojone badania pozwoliły odpowiedzieć na pytania dotyczące między innymi tego, co właściwie odróżnia ludzi od zwierząt, jak zmiany środowiskowe wpływały na zmienność biologiczną oraz kiedy żyły określone gatunki¹.

Tempo ewolucji

Proces ewolucji drogą doboru naturalnego opisany przez Darwina jest niezwykle powolny. Jak jednak zauważa dr Timothée Bonnet z Australijskiego Uniwersytetu Narodowego:

Od czasów Darwina badacze zidentyfikowali wiele przykładów ewolucji zachodzącej w bardzo krótkim czasie, nawet w przeciągu kilku lat. Znanym przykładem jest krępak nabrzozak, gatunek ćmy, który przed rewolucją przemysłową w Wielkiej Brytanii był głównie biały. Z powodu jednak zanieczyszczeń, które pozostawiały czarne osady na drzewach i budynkach, osobniki o czarnym kolorze miały przewagę adaptacyjną, ponieważ było trudniej dostrzegalne. Ze względu więc na to, że warunkowany genetycznie kolor ćmy decydował o prawdopodobieństwie jej przeżycia, populacje ćmy w Anglii zostały szybko zdominowane przez osobniki o kolorze czarnym².

W maju 2022 roku na łamach „Science” opublikowano artykuł zatytułowany Genetic Variance in Fitness Indicates Rapid Contemporary Adaptive Evolution in Wild Animals [Wariancja genetyczna w procesie przystosowania wskazuje, że ewolucja adaptacyjna dzikich zwierząt przebiega nagle]³. Badanie to jest pierwszym tak szeroko zakrojonym przypadkiem systematycznej oceny tempa ewolucji w dużej skali. Wykorzystano w nim obserwacje aż 19 populacji dzikich zwierząt z całego świata, między innymi chwostków szafirowych z Australii, szarobrewek śpiewnych z Kanady, hien plamistych z Tanzanii czy jeleni szlachetnych ze Szkocji. Badacze opracowali i zastosowali ilościowe metody genetyczne w celu sprawdzenia, czy ewolucja adaptacyjna może odgrywać istotną rolę w krótkoterminowej dynamice populacji. Po przeanalizowaniu uzyskanych w ten sposób informacji, badacze stwierdzili, że chociaż szacunki różnią się między populacjami, to jednak tempo ewolucji adaptacyjnej jest średnio dwa razy większe, niż wskazywały wcześniejsze wyliczenia⁴.

Miliony godzin badań

Aby zbadać te zależności, naukowcy musieli wziąć pod uwagę liczne parametry. Timothée Bonnet, główny autor badania, wyjaśnia:

Musieliśmy wiedzieć, kiedy każdy z osobników się urodził, z kim się dobierał w pary, ile miał potomstwa i kiedy umarł. Badania trwały jakieś 30 lat, co dostarczyło zespołowi badawczemu danych terenowych o ekwiwalencie aż 2,6 miliona godzin obserwacji. Po połączeniu ich z danymi genetycznymi na temat każdego z badanych zwierząt mogliśmy oszacować zakres różnic genetycznych w zdolności do rozmnażania się w każdej populacji. […] Nasza metoda daje nam możliwość pomiaru tempa ewolucji cech organizmów powstałych drogą doboru naturalnego⁵.

Dlaczego wewnątrzgatunkowa ewolucja adaptacyjna zachodzi tak szybko?

Autorzy zwracają uwagę, że współczesne zwierzęta muszą radzić sobie ze znacznie bardziej dynamicznymi zmianami środowiska niż gatunki żyjące dawniej. Działalność człowieka powoduje niezwykle szybkie zmiany w przyrodzie – od adaptacji gruntów, co prowadziło do utraty siedlisk zwierząt po szeroko zakrojone zmiany klimatu. Szybka adaptacja może pomóc niektórym gatunkom przetrwać w obliczu tych dynamicznych zmian. Jak zauważają autorzy badania, wyniki sugerują, że wiele gatunków może mieć zdolność przystosowywania się do szybko zmieniającego się świata⁴. Bonnet zauważa:

Skoro przewiduje się, że zmiany klimatyczne będą postępować w coraz szybszym tempie, to trudno powiedzieć, czy populacje będą w stanie za nimi nadążyć. Możemy jednak stwierdzić, że ewolucja jest bardzo istotnym czynnikiem wpływającym na zdolność adaptacji populacji do obecnych zmian środowiskowych⁵.

Uczeni twierdzą, że tempo ewolucji adaptacyjnej wśród niektórych gatunków wzrasta odpowiednio do zmian klimatycznych. Odkrycie to nie tylko może pomóc nam zadbać o gatunki zagrożone wyginięciem, ale przede wszystkim skłania do zastanowienia się nad tym, jak dynamicznie współczesne gatunki zwierząt reagują na zmiany środowiska.

Bartosz Bagrowski

Źródło zdjęcia: Wikimedia Commons

Ikonka cyklu: Pixabay

Ostatnia aktualizacja strony: 03.07.2022

Literatura: