Voiko se pysyä ensimmäisellä perhosella todella muuttaa evoluutiohistoriaa?

Voiko se pysyä ensimmäisellä perhosella todella muuttaa evoluutiohistoriaa?
Shutterstock

Martha Jones: Se on kuin näissä elokuvissa: jos astut perhoselle, muutatte ihmiskunnan tulevaisuutta.

Lääkäri: Sitten älä aseta mitään perhosia. Mitä perhosia on koskaan tehty sinulle?

Tieteiskirjailijat eivät näytä sopivan aikamatkan sääntöistä. Joskus, kuten tohtori Who (yllä), hahmot voivat matkustaa ajoissa ja vaikuttaa pieniin tapahtumiin näyttämättä muuttavan suurta historiaa. Muissa tarinoissa, kuten Back to The Future, jopa pienimmätkin ajankohdat matkustajien toiminnasta aikaisemmin tuottavat suuria värejä, jotka muuttavat tulevaisuutta ennakoimattomasti.

Evolutionaariset biologit ovat pitäneet samanlaista keskustelua siitä, miten evoluutio toimii vuosikymmeniä. 1989issa (Back to The Future Part II) amerikkalainen paleontologi Stephen Jay Gould julkaisi ajattoman kirjansa Wonderful Life, jonka nimi on klassinen elokuva että siihen liittyy myös aikarajoitusta. Siinä hän ehdotti ajatuskokeilua: mitä tapahtuisi, jos voisit toistaa elokuvan nauhaa, kelata uudelleen evoluutiohistorian ja käyttää sitä uudelleen? Näetkö vielä saman elokuvan kaikissa evoluutiotapahtumissa, kuten ennen? Vai olisiko se enemmän kuin uudelleenkäynnistys, sillä lajit kehittyvät eri tavoin?

Gouldin vastaus oli jälkimmäinen. Hänen mielestään arvaamattomilla tapahtumilla oli merkittävä rooli luonnonhistoriassa. Jos haluat matkustaa ajassa taaksepäin ja astua ensimmäiseen perhonen (muistuttaa 1952in lyhyt tarinaa) Sound of Thunder Ray Bradbury), sitten perhoset eivät kehittyisi koskaan.

Tämä johtuu oletettavasti siitä, että luonnossa esiintyvä vaihtelu - monenlaiset fyysiset ominaisuudet ja käyttäytymismuodot, jotka elämässä voi olla - johtuvat sattumanvaraisista geneettisistä tapahtumista, kuten geneettisistä mutaatioista. ja rekombinaatio. Luonnollinen valinta suodattaa tämän muunnelman, säilyttää ja levittää ominaisuuksia, jotka antavat organismeille parhaan mahdollisen lisääntymistavan. Koska Gouldin mielestä ensimmäiseen perhoon johtaneiden mutaatioiden sarja oli satunnainen, ne olisivat epätodennäköisiä toisen kerran.

Convergent evolution

Mutta kaikki eivät hyväksy tätä kuvaa. Jotkut tutkijat puolustaa ajatusta "lähentyvästä kehityksestä". Tämä on silloin, kun organismit, jotka eivät ole toisiinsa riippumattomia, kehittävät vastaavia piirteitä vastauksena niiden ympäristöön. Esimerkiksi lepakot ja valaat ovat hyvin erilaisia ​​eläimiä, mutta molemmat ovat kehittäneet kykynsä ”nähdä” kuuntelemalla, miten ääni heijastuu heidän ympärillään (echolocation). Sekä pandat että ihmiset ovat kehittyneet vastakkaiset peukalot. Powered lentäminen on kehittynyt vähintään neljä kertaa, lintuissa, lepakoissa, pterosaureissa ja hyönteisissä, kuten perhosissa. Ja silmät ovat kehittyneet itsenäisesti vähintään 50-kertaa eläinten historiassa.

Jopa älykkyys on kehittynyt useita kertoja. Kuuluisa paleontologi Simon Conway-Morris kysyttiin kerran, olisiko dinosauruksista tullut älykkäitä, jos he olisivat vielä täällä. Hänen vastauksensa oli se, että "kokeilu on tehty ja me kutsumme heitä varisiksi", viitaten siihen, että linnut, mukaan lukien hyvin älykkäitä varislajeja, kehittynyt dinosaurusten ryhmästä.

Convergent evolution viittaa siihen, että on olemassa muutamia optimaalisia tapoja, joilla lajit voivat sopeutua ympäristöönsä, mikä tarkoittaa, että (jos sinulla on tarpeeksi tietoa) voit ennustaa, miten laji todennäköisesti kehittyy pitkään. Jos olisit astumassa ensimmäiseen perhonen, toinen perhosmainen hyönteinen kehittyy lopulta, koska muut mutaatiot tuottavat lopulta samat ominaisuudet, joita luonnollinen valinta suosii.


Hanki viimeisin InnerSelfistä


A Tuoreen tutkimuksen lehdessä Current Biology näyttää kärjistävän asteikon konvergenssin kehittymisen hyväksi. Tässä tutkimuksessa selvitetään, kuinka hämähäkkihämähäkit ovat kehittyneet Havaijin saarilla ja todistavat eri, eristettyjä eläinryhmiä, jotka kehittävät samoja piirteitä itsenäisesti.

Saaria kutsutaan usein luonnollisiksi laboratorioiksi, koska ne ovat tehokkaasti suljettuja. Joka kerta, kun laji siirtää uuden saaren, tapahtuu uusi itsenäinen kokeilu sopeutumiseen. Kuvakeellinen esimerkki on kala, joka on sopeutunut Galapagoksen jokaisen saaren erilaisiin ruokalähteisiin, ja se, että Charles Darwin auttoi kehittämään luonnollisen valinnan teoriaansa. Jotkut näistä väestöistä ovat jopa joutuneet uuteen tekoon evät.

Suurimmassa osassa Havaijin saarten hämähäkkimiehistä on kullanvärinen, tumma tai valkoinen runkovärjäys naamioituna piiloon, kuten lintuihin. Tutkijat käyttivät eri hämähäkkilajien DNA: ta rekonstruoimalla niiden kehittymisen historia. He osoittivat, että pimeät hämähäkit ja valkoiset hämähäkit ovat toistuvasti kehittyneet esivanhemmista hämähäkkeistä, kuusi kertaa pimeiden hämähäkkien tapauksessa ja kaksi kertaa valkoisten hämähäkkien tapauksessa.

Mahdollisuus tai välttämättömyys?

Tämä tutkimus on merkittävä esimerkki samalla maantieteellisellä alueella tapahtuvasta lähentymisestä. Se muistuttaa klassisia tutkimuksia Anolis liskot evoluutio ekologi Jonathan Losos, joka huomasi liskoja eri Karibian saarilla, oli itsenäisesti kehittynyt samat mukautukset useita kertoja. Kaikki tämä viittaa siihen, että tietyssä ympäristössä elävät elämänmuodot kehittyvät todennäköisesti tiettyjä ominaisuuksia.

Mutta todiste lähentymisestä evoluutiolle ei sulje pois sattuman roolia. Ei ole epäilystäkään siitä, että mutaatiot ja niiden luomat biologiset vaihtelut ovat satunnaisia. Organismit ovat monien piirteiden mosaiikki, joista jokaisella on erilaiset evoluutiohistoriat. Ja se tarkoittaa sitä, että mitä tahansa perhonen paikassa kehittynyt, ei ehkä näytä aivan samalta.

Todisteet eivät ole ratkaisevia kumpaankin suuntaan, mutta ehkä sekä mahdollisuus että välttämättömyys vaikuttavat evoluutioon. Jos haluaisimme ajaa elokuvan uudelleen, luulen, että päädyisimme samanlaisiin organismeihin, joita meillä on tänään. Luultavasti olisi alkutuottajia, jotka uuttavat ravinteita maaperästä ja auringosta peräisin olevasta energiasta, ja muut organismit, jotka liikkuvat ja syövät alkutuottajia. Monilla näistä olisi silmät, jotkut lennäisivät, ja jotkut olisivat älykkäitä. Mutta ne saattavat näyttää aivan erilaisilta kuin nykyiset kasvit ja eläimet. Ei voi olla edes älykkäitä kaksijalkaisia ​​nisäkkäitä.

ConversationJoten jos et löydä itseäsi ajassa taaksepäin, älä aseta mitään perhosia.

Author

Jordi Paps, luennoitsija, biotieteiden laitos, Essexin yliopisto

Tämä artikkeli julkaistiin alunperin Conversation. Lue alkuperäinen artikkeli.

Liittyvät kirjat

{amazonWS: searchindex = Kirjat; avainsanat = perhosvaikutus; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

seuraa InnerSelfia

facebook-kuvakeTwitter-kuvakeRSS-kuvake

Hanki uusimmat sähköpostitse

{Emailcloak = off}