Jedan od glavnih procesa evolucije - prirodna selekcija - odvija se upravo pred našim očima. U posljednjih pola stoljeća na Zemlji su se pojavili insekti koji se ne boje pesticida, miševi koji nisu osjetljivi na otrov i bakterije otporne na antibiotike. Tko se i kako prilagođava nepovoljnim uvjetima.
Preživjeli uragani
U ljeto 2017. godine, skupina znanstvenika sa Sveučilišta Harvard promatrala je populaciju malih guštera, Anolis scriptus, koji žive na otocima Turks i Caicos u Zapadnoj Indiji. Četiri dana nakon završetka ekspedicije, uragani Irma i Maria pogodili su arhipelag. Šest tjedana kasnije biolozi su se vratili tamo da ponovno prikupe podatke.
Pokazalo se da su se nakon prirodne katastrofe gušteri znatno promijenili - preživjeli nožni prsti u prosjeku su bili duži, prednje noge su veće, tijelo kraće, a bedrene kosti manje. Znanstvenici su pretpostavili da su ovi znakovi pomogli gmazovima da prežive uragan, a sada će se učvrstiti u sljedećim generacijama Anolis scriptusa koji žive na otocima.
Nakon uragana Irma i & quot; Maria & quot; 2017. godine pojava guštera Anolis scriptus, koja živi na otocima u Zapadnoj Indiji, promijenila se - u preživjelih životinja prsti na šapama bili su u prosjeku duži, prednje noge su veće, duljina tijela je bila kraća / Rian Castillo / Anolis scriptus femelle.
Umjetna evolucija
Promotivni video:
Zahvaljujući bijesnim elementima, istraživači su prvi put primijetili prirodnu selekciju u prirodi. Prije toga u laboratorijima su umjetno simulirani procesi prilagodbe živih organizama promjenjivim uvjetima okoliša i specifikacijama.
Najčešće su bakterije postale predmet proučavanja - razmnožavaju se prilično brzo, a njihov genom je male veličine, što omogućava relativno kratko vrijeme za proučavanje procesa koji traju tisuće godina u složenijim organizmima. Najpoznatiji eksperiment, započet 1988. i traje do danas, izvela je skupina znanstvenika sa Sveučilišta u Michiganu, a vodio ih je evolucijski biolog Richard Lensky.
U veljači 1988., istraživači su stvorili dvanaest populacija jednog soja Escherichia coli (E. coli) i smjestili ih u umjetno okruženje u kojem je glukoza jedini izvor hrane. Pored toga, u otopini je bio prisutan citrat, ali E. coli se nije mogao hraniti njime.
Dvanaest populacija bakterija E. coli koje su znanstvenici promatrali 30 godina. Foto: Brian Baer i Neerja Hajela.
Tijekom trideset godina (više od 68 tisuća generacija E. coli promijenilo se) bakterije su u svim populacijama rasle i naučile učinkovitije apsorbirati hranjive tvari, uključujući citrat. Mutacije koje su omogućile da se E. coli prilagodi njihovom okruženju bile su različite u svim populacijama, ali događale su se u istim genima - svaka bakterijska zajednica pokušala je pronaći svoj vlastiti put u evoluciji.
Jači zubi, veće glave
Ponekad se složeni organizmi prilagođavaju okolišnim uvjetima ne tisućljećima, već mnogo brže. Na primjer, zidni gušter Podarcis sicula, koji živi na jednom od otoka u Jadranskom moru, promijenio je veličinu, oblik glave i strukturu probavnog trakta u samo 36 godina, iako se genetski još uvijek ne razlikuju od rodbine koja žive drugdje.
Godine 1971., istraživači su prevezli pet parova odraslih osoba s podočnjaka s otoka Pod Kopiste na susjedni Pod Markaru. Uvjeti na novom mjestu sličili su uobičajenom staništu, ali kopnenih grabežljivaca praktički nije bilo, a nakon trideset godina gmazovi koji su se raširili po otoku izvana su se razlikovali od svojih rođaka na Pod Kopistu.
Zidni gušter (Podarcis siculus), kad se preselio na otok Pod Markaru, promijenio se izgledom: postao je veći, stražnji udovi su mu skraćeni, a ileocekalni ventil Kurt W. Becker / Lucertola campestre pojavio se kaktus u gastrointestinalnom traktu.
Gušteri naseljenika povećavali su se u veličini, počeli su bježati sporije (zadnji udovi su im bili skraćeni), glave su izgledale masivnije, a zubi su jači, jer su se na Pod Markaru morali hraniti uglavnom tvrdokornim i vlaknastim biljkama, a ne insektima, kao prije. Zbog promjena u prehrani životinja, pojavila se i nova struktura u gastrointestinalnom traktu - ileocekalni ventil, koji tvori svojevrsne fermentacijske komore u crijevima, u kojima mikrobi razgrađuju teško probavljive dijelove biljne hrane.
Otok na otoku čini vas pametnijim
Općenito, otočke životinje u pravilu zanimaju znanstvenike više od njihovih rođaka na kopnu - na otocima je evolucija brža. Velike životinje, jednom u izolaciji, postaju manje, male, naprotiv, postaju ogromne, a ponekad i u vrlo kratkom vremenu.
Život na otocima ponekad daje prilično neočekivane prednosti. Kako je otkrila međunarodna skupina znanstvenika, nakon analize podataka o veličini mozga jedanaest i pol tisuća ptica koje pripadaju 1931. vrsti, mozak otočnih ptica je veći od mozga otočnih rođaka, a to je rezultat evolucije.
Nova kaledonska gavrana čini "valutu" za automate. Foto: Jelbert i sur. / Znanstveni izvještaji 2018.
Uvjeti života na otocima su manje predvidljivi, a ako se situacija pogorša, teže se preseliti na drugo mjesto nego na kontinent. Stoga je veliki mozak sposoban za složenije adaptivno ponašanje evolucijska prednost. Ovi nalazi podupiru promatranje novokaledonskog gavrana (Corvus moneduloides), koji je u stanju koristiti alate i kreirati ih iz sjećanja, i stabljike stabla djetlića (Camarhynchus pallidus), koja može koristiti alate i čak ih obrađivati.
Miševi koji se ne mogu otrovati
Nepovoljni životni uvjeti prisiljavaju kontinentalne životinje da se brzo razvijaju. To se dogodilo s običnim kućnim miševima. Od 1950-ih otrovali su se otrovom varfarinom - neke su osobe otporne na ovaj pesticid pronađene već 1964., a do 2011. znanstvenici su opisali populaciju kućnih miševa (Mus musculus domesticus), na koju varfarin uopće ne djeluje.
Ovakva brza prilagodba (60-70 godina nije ništa prema evolucijskim standardima) bila je posljedica nevjerojatno brze reprodukcije ovih glodavaca. Kao što njemački istraživači ističu, otpornost na otrov rezultat je mutacije gena vkorc1, koja je prisutna u genima svih sisavaca i odgovorna je za rad vitamina K.
Stalni pokušaji osobe da uništi određene štetočine i parazite, u pravilu, idu bočno. Želja za porazom smrtonosnih infekcija dovela je do pojave superbuba otpornih na antibiotike, a želja za zaštitom biljaka od insekata dovela je do širenja životinja otpornih na pesticide. Tijekom proteklog pola stoljeća zabilježeno je više od dva i pol slučaja prilagođavanja insekata štetočinama raznim otrovima.
Alfija Enikeeva