dette er en repost fra April 24th, 2010. At se Speciation forekomme er den anden i min Evolution-serie, der startede med det nysgerrige tilfælde af hunde

vi så, at de mindste forskelle kan føre til dramatiske variationer, når vi kiggede på den store variation hos hunde. Men på trods af deres forskelle er alle racer af hunde stadig de samme arter som hinanden og deres forfader. Hvordan opdeles arter? Hvad forårsager speciering? Og hvilke beviser har vi for, at speciering nogensinde har fundet sted?kritikere af evolution falder ofte tilbage på det maksimale, at ingen nogensinde har set en art opdelt i to. Selvom det helt klart er en stråmand, fordi de fleste specieringer tager langt længere tid end vores levetid at forekomme, er det heller ikke sandt. Vi har set arter splittes, og vi fortsætter med at se arter divergerende hver dag.

for eksempel var der de to nye arter af amerikanske gedeskæg (eller salsifies, slægten Tragopogon), der opstod i det sidste århundrede. I begyndelsen af 1900 ‘ erne blev tre arter af disse vilde blomster – den vestlige salsify (T. dubius), engens salsify (T. pratensis) og østersplanten (T. porrifolius) – introduceret til USA fra Europa. Da deres populationer ekspanderede, interagerede arten og producerede ofte sterile hybrider. Men i 1950 ‘ erne indså forskerne, at der var to nye variationer af gedeskæg voksende. Mens de lignede hybrider, var de ikke sterile. De var perfekt i stand til at reproducere med deres egen art, men ikke med nogen af de oprindelige tre arter – den klassiske definition af en ny art.

hvordan skete dette? Det viser sig, at forældrenes planter lavede fejl, da de skabte deres gameter (analogt med vores sæd og æg). I stedet for at lave gameter med kun en kopi af hvert kromosom, skabte de dem med to eller flere, en tilstand kaldet polyploidi. To polyploide kønsceller fra forskellige arter, hver med dobbelt den genetiske information, de skulle have, smeltet sammen, og skabte en tetraploid: et væsen med 4 sæt kromosomer. På grund af forskellen i kromosomtal kunne tetrapoiden ikke parre sig med nogen af sine forældrearter, men det blev ikke forhindret i at reproducere med andre ulykker.

denne proces, kendt som Hybrid speciering, er blevet dokumenteret et antal gange i forskellige planter. Men planter er ikke de eneste, der specierer sig gennem hybridisering: Heliconius sommerfugle har også splittet på en lignende måde.

det tager ikke en masse mutationer, der akkumuleres over generationer for at skabe en anden art – alt det kræver er en begivenhed, der reproduktivt isolerer en gruppe individer fra en anden. Dette kan ske meget hurtigt, i tilfælde som disse af polyploidi. En enkelt mutation kan være nok. Eller det kan ske i et meget, meget langsommere tempo. Dette er den speciering, som evolution er kendt for – de gradvise ændringer over tid, der adskiller arter.

men bare fordi vi ikke kan se alle specieringshændelser fra start til slut, betyder det ikke, at vi ikke kan se artsopdeling. Hvis evolutionsteorien er sand, ville vi forvente at finde arter i forskellige stadier af adskillelse over hele kloden. Der ville være dem, der lige er begyndt at splitte, viser reproduktiv isolation, og dem, der måske stadig ligner en art, men ikke har blandet sig i tusinder af år. Det er faktisk præcis, hvad vi finder.

æblemaggotfluen, Rhagoletis pomonella er et godt eksempel på en art, der lige er begyndt at afvige. Disse fluer er hjemmehørende i USA, og indtil opdagelsen af Amerika af europæere, fodret udelukkende på hagtorn. Men med ankomsten af nye mennesker kom en ny potentiel fødekilde til sit levested: æbler. Først ignorerede fluerne de velsmagende godbidder. Men med tiden indså nogle fluer, at de også kunne spise æblerne og begyndte at skifte træer. Mens alene dette ikke forklarer, hvorfor fluerne ville speciate, en nysgerrig særhed af deres biologi gør: apple maggot fluer parre på træet, de er født på. Da nogle få fluer sprang træer, skar de sig af fra resten af deres art, selvom de kun var få meter væk. Da genetikere kiggede nærmere i slutningen af det 20.århundrede, fandt de ud af, at de to typer – dem, der lever af æbler, og dem, der lever af hagtorn – har forskellige allelfrekvenser. Faktisk lige under vores næse begyndte Rhagoletis pomonella den lange rejse med speciering.

som vi ville forvente, er andre dyr meget længere i processen – selvom vi ikke altid er klar over det, før vi ser på deres gener.

Orcas (Orcinus orca), bedre kendt som spækhuggere, ser alle ret ens ud. De er store delfiner med sorte og hvide pletter, der jager i pakker og udfører pæne tricks på havet verden. Men i flere årtier har marine pattedyr troet, at der var mere i historien. Adfærdsmæssige undersøgelser har afsløret, at forskellige grupper af spækhuggere har forskellige adfærdsmæssige træk. De lever af forskellige dyr, handler anderledes og taler endda anderledes. Men uden en måde at følge hvalerne under vandet for at se, hvem de parrer sig med, forskerne kunne ikke være sikre på, om de forskellige hvalkulturer simpelthen var særheder, der blev videregivet fra generation til generation eller et tip til meget mere.

nu har genetikere gjort, hvad adfærdsforskerne ikke kunne. De så på, hvordan hvalerne opdrætter. Da de så på hele mitokondriegenomet fra 139 forskellige hvaler over hele kloden, fandt de dramatiske forskelle. Disse data antydede, at der faktisk er mindst tre forskellige arter af spækhugger. Fylogenetisk analyse viste, at de forskellige arter af orca er blevet adskilt i 150.000 til 700.000 år.

hvorfor splittede orcas? Sandheden er, vi ved det ikke. Måske var det en bivirkning af ændringer til jagt på forskellige byttekilder, eller måske var der en slags fysisk barriere mellem befolkninger, der siden er forsvundet. Alt, hvad vi ved, er, at mens vi havde travlt med at male hulevægge, noget fik grupper af spækhuggere til at splitte, skabe flere arter.

der er mange forskellige grunde til, at arter afviger. Den nemmeste og mest oplagte er en slags fysisk barriere – et fænomen kaldet allopatrisk speciering. Hvis du ser på fiskearter i Golfen og ud for Californiens kyst, vil du opdage, at der er mange ligheder mellem dem. Faktisk ser nogle af arterne næsten identiske ud. Forskere har set på deres gener, og arter på begge sider af den tynde landbro er tættere beslægtede med hinanden end de er til andre arter, selv dem i deres område. Hvad der skete er, at kontinenterne i Nord-og Sydamerika for længe siden blev adskilt, og oceanerne var forbundet. Da de to landmasser fusionerede, blev populationer af arter isoleret på begge sider. Over tid har disse fisk divergeret nok til at være separate arter.

arter kan også opdeles uden sådanne klare grænser. Når arter afviger som æblemaggotfluerne-uden en komplet, fysisk barriere-kaldes det sympatrisk speciering. Sympatrisk speciering kan forekomme af alle mulige årsager. Alt, hvad der kræves, er noget, der får en gruppe til at have mindre køn med en anden.

for en art af Monarch flycatchers (Monarcha castaneiventris) handlede det om udseende. Disse små insektdyr lever på Salomonøerne øst for Papua Ny Guinea. På et tidspunkt udviklede en lille gruppe af dem en enkelt aminosyremutation i genet for et protein kaldet melanin, som dikterer fuglens farvemønster. Nogle flycatchers er alle sorte, mens andre har kastanjefarvede maver. Selvom de to grupper er perfekt i stand til at producere levedygtige afkom, blandes de ikke i naturen. Forskere fandt ud af, at fuglene allerede ser den anden gruppe som en anden art. Hannerne, som er voldsomt territoriale, reagerer ikke, når en forskelligt farvet mand kommer ind i deres græs. Ligesom æblemaggotfluerne er flycatchers ikke længere interbreeding og har således taget det første skridt mod at blive to forskellige arter.

disse kan virke som små ændringer, men husk, som vi lærte med hunde, kan små ændringer tilføje op. Fordi de ikke er interbreeding, vil disse forskellige grupper akkumulere endnu flere forskelle over tid. Som de gør, vil de begynde at se mindre og mindre ens ud. De resulterende dyr vil være som den art, vi tydeligt ser i dag. Måske vil nogle tilpasse sig en livsstil, der er helt anderledes end deres søsterarter – spækhuggerne kan for eksempel afvige dramatisk, da små ændringer gør det muligt for dem at være bedre egnet til deres unikke byttetyper. Andre kan forblive nogenlunde ens, endda svært at skelne fra hinanden, ligesom forskellige arter af egern er i dag.

pointen er, at alle slags skabninger, fra de mindste insekter til de største pattedyr, gennemgår speciering lige nu. Vi har set arter splitte, og vi fortsætter med at se dem afvige. Speciering forekommer overalt omkring os. Evolution skete ikke bare i fortiden; det sker lige nu, og vil fortsætte længe efter at vi holder op med at lede efter det.

1. Soltis, D., & Soltis, P. (1989). Allopolyploid speciering i Tragopogon: indsigt fra Chloroplast DNA American Journal of Botany, 76 (8) DOI: 10.2307/2444824

2. McPheron, B., Smith, D., & Berlocher, S. (1988). Genetiske forskelle mellem værtsracer af Rhagoletis pomonella Nature, 336 (6194), 64-66 DOI: 10.1038/336064a0
3. Uy, J., Moyle, R., Filardi, C., & Cheviron, å. (2009). Forskel i fjerdragtfarve anvendt i Artsgenkendelse mellem begyndende arter er knyttet til en enkelt Aminosyresubstitution i Melanocortin?1 Receptor den amerikanske naturforsker, 174 (2), 244-254 DOI: 10.1086/600084
4. Phillip a Morin1, Frederick I Archer, Andrea D Foote, Julie Vilstrup, Eric e Allen, Paul vade, John Durban, Kim Parsons, Robert Pitman, Pascal Bouffard, Sandra C Abel Nielsen, Morten Rasmussen, Eske Vilerslev, M. Thomas P Gilbert, & Timothy Harkins (2010). Komplet mitokondrie genom fylogeografisk analyse af spækhuggere (Orcinus orca) indikerer flere arter genomforskning