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

Bartosz Bagrowski

2022-07-03
Czy tempo zmian ewolucyjnych jest wyższe niż dotychczas sądzono?<span class="wtr-time-wrap after-title">Czas czytania: <span class="wtr-time-number">5</span> min </span>

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 świata6. 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 środowiskowych7.

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

Przypisy

  1. Por. B. Bagrowski, Odnaleziono filogenetycznych krewnych pterozaurów, „W Poszukiwaniu Projektu” 2020, 20 grudnia [dostęp 01 VII 2022]; B. Bagrowski, Czy małże tyazyrydowe żyły znacznie wcześniej, niż nam się wydaje?, „W Poszukiwaniu Projektu” 2021, 15 sierpnia [dostęp 01 VII 2022]; B. Bagrowski, O wulkanach, które umożliwiły dinozaurom opanowanie Ziemi na dziesiątki milionów lat, „W Poszukiwaniu Projektu” 2021, 24 października [dostęp 01 VII 2022]; B. Bagrowski, Czy najnowsze badania neurogenetyczne nad „śmieciowym DNA” rzeczywiście odpowiadają na pytanie, co odróżnia ludzi od zwierząt?, „W Poszukiwaniu Projektu” 2021, 07 listopada [dostęp 01 VII 2022].
  2. ‘Fuel of Evolution’ More Abundant than Previously Thought in Wild Animals, „University of Exeter” 2022 [dostęp 01 VII 2022].
  3. Por. T. Bonnet et al., Genetic Variance in Fitness Indicates Rapid Contemporary Adaptive Evolution in Wild Animals, „Science” 2022, Vol. 376, No. 6596, s. 1012–1016; DOI: 10.1126/science.abk0853 [dostęp 01 VII 2022].
  4. Por. Bonnet et al., Genetic Variance in Fitness.
  5. ‘Fuel of Evolution’ More Abundant.
  6. Por. Bonnet et al., Genetic Variance in Fitness.
  7. ‘Fuel of Evolution’ More Abundant.

Literatura:

  1. Bagrowski B., Czy małże tyazyrydowe żyły znacznie wcześniej, niż nam się wydaje?, „W Poszukiwaniu Projektu” 2021, 15 sierpnia [dostęp 01 VII 2022].
  2. Bagrowski B., Czy najnowsze badania neurogenetyczne nad „śmieciowym DNA” rzeczywiście odpowiadają na pytanie, co odróżnia ludzi od zwierząt?, „W Poszukiwaniu Projektu” 2021, 07 listopada [dostęp 01 VII 2022].
  3. Bagrowski B., Odnaleziono filogenetycznych krewnych pterozaurów, „W Poszukiwaniu Projektu” 2020, 20 grudnia [dostęp 01 VII 2022].
  4. Bagrowski B., O wulkanach, które umożliwiły dinozaurom opanowanie Ziemi na dziesiątki milionów lat, „W Poszukiwaniu Projektu” 2021, 24 października [dostęp 01 VII 2022].
  5. Bonnet et al., Genetic Variance in Fitness Indicates Rapid Contemporary Adaptive Evolution in Wild Animals, „Science” 2022, Vol. 376, No. 6596, s. 1012–1016; DOI: 10.1126/science.abk0853 [dostęp 01 VII 2022].
  6. ‘Fuel of Evolution’ More Abundant than Previously Thought in Wild Animals, „University of Exeter” 2022 [dostęp 01 VII 2022].

Dodaj komentarz



Najnowsze wpisy

Najczęściej oglądane wpisy

Wybrane tagi