Ogromna študija o evoluciji nas sili k ponovnemu premisleku o tem, kje se Zemlja razvija

V zadnjih nekaj mesecih so biologi iz Michigana do Kalifornije izvajali računalniške simulacije podnevi in ​​ponoči, pri čemer so poskušali sestaviti največje evolucijsko družinsko drevo rib v zgodovini polja. Zdaj, približno 30.000 vrst rib kasneje, rezultati so objavljeni v Narava in postavljajo pod vprašaj desetletno evolucijsko predpostavko.

Biologi so že dolgo opazili geografski vzorec, ko gre za to, kako se vrste oblikujejo. Topla, tropska mesta imajo veliko več vrst vrst kot hladne, nerodne. "Razlika v raznolikosti vrst med poli in tropi je eden od" velikih vzorcev "v biologiji," pojasnjuje avtor študije in zoolog iz Michigana Univerze Daniel Rabosky. v e-poštnem sporočilu Inverse. "Tudi neznanci vedo, da so tropi znani po svoji izjemni biotski raznovrstnosti."

Toda nov papir v Raboskiju, objavljen v sredo, ima nov pogled na to staro teorijo. Ogromno ribje družinsko drevo kaže, da je pravzaprav to najhladnejši kraji na zemlji - ne tropski - so žarišča za nove vrste.

Rdeča kraljica hitreje, ko je vroča

Poskusi, da bi razložili biološko raznovrstnost tropov, so delno oprli na zamisel o »gradientu raznolikosti zemljepisne širine«. V bistvu to pomeni, da je na našem planetu vroča točka za speciacijo, ki se razteza po ekvatorju. To pa ni zato, ker so tropi odličen kraj za življenje.

Prejšnje študije kažejo, da so interakcije med paraziti, plenilci in drugimi grožnjami za preživetje v tropih močnejše, zaradi česar naravna selekcija deluje dvakrat hitreje, da bi ohranila prednost pred vsemi temi grožnjami, pravi Rabosky. To pa je pripeljalo do raznolikosti vrst tropskih rib, ki jih vsi poznamo in jih imamo radi. Biologi, ki so vedno imeli radi konceptualne analogije, želijo primerjati proces s sceno v Lewisu Carrollu Skozi ogledalo ko je Alice postavljena pred tekmo proti Rdeči kraljici:

»Počasna država!« Je rekla kraljica. »Zdaj, tukaj, vidiš, potrebuješ vse tekme, ki jih lahko narediš, da se obdržiš na istem mestu. Če želite priti nekam drugam, morate teči vsaj dvakrat hitreje kot to!"

Iz te nekoliko ekscentrične analogije prihaja konvencionalna modrost v evolucijski biologiji: rdeča kraljica teče hitreje, ko je vroča. To je do sedaj, ker raziskave Raboskyja vse to izpodbija.

Nov model za specifikacijo

Po izdelavi in ​​analizi evolucijskega drevesa je Rabosky in njegova ekipa ugotovila, da so v zadnjih milijonih let ribe, ki živijo v polarnih vodah, dejansko oblikovale nove vrste dvakrat hitreje kot tiste v tropskih vodah.

Kako je ta ekipa uspela najti prepričljive dokaze, ki nasprotujejo stoletni evolucijski teoriji? Začeli so z analizo razpoložljivih podatkov DNK iz okoli 5.000 vrst rib, nato pa so uporabili druge metode postavljanja, da bi ocenili, kje naj bi preostale ribe ustrezale družinskemu drevesu. Izvajanje programa statistične analize, imenovanega BAMM na tem „družinskem drevesu“, je izračunalo, kako hitro so se vrste razlikovale med seboj s primerjanjem razlik v njihovi DNK: na splošno se lahko domneva, da je manj DNK dve vrsti, več časa je minilo od »razhajanja«. Od ene vrste v dve ločeni.

»To drevo je veliko večje od vseh prejšnjih raziskav o ribah,« pravi Rabosky. »To nam je omogočilo, da smo ocenili stopnje, pri katerih se vrste pojavljajo z veliko večjo natančnostjo kot prejšnje študije.« Njegovo revolucionarno odkritje pa ima ulov: za to še ni dobre razlage.

Rabosky in njegova ekipa še vedno niso povsem prepričani, zakaj je stopnja specializacije hitrejša v polih. Predlaga, da bi se lahko skrčil na idejo, da so težki polarni pogoji - kot so ledenjaki in ledeni pokrov - sprožili vrsto množičnih izumrtij, ki so odprla vrata novim oblikam. To imenuje »povratni učinek«.

»Morda je izumrtje hitro izbrisalo vrste na visokih zemljepisnih širinah, toda nove vrste se oblikujejo, da zapolnijo te ekološke niše, ne predolgo, potem ko so izčrpane,« pojasnjuje.

Pomembno je, da so tropske regije, čeprav so se vrste v polih razhajale hitreje kot tiste v nižjih zemljepisnih širinah, še vedno imele večjo raznolikost vrst na splošno. Rabosky imenuje to »bogastvo vrst«, ki se je do zdaj vedno razlagalo s predpostavko, da se vrste v tropih hitreje razhajajo. Zdaj, ugotovitve v Raboskyju, se v tem pojavijo, vendar ni zanesljive alternativne razlage.

Za zdaj se zdi, da je rdeča kraljica sposobna hitro teči, ne glede na to, kakšna je temperatura. Pravzaprav bi lahko celo hitreje tekla, ko je zunaj ledena.