Dit is een repost van 24 April 2010. Kijken naar soortvorming is de tweede in mijn evolutie serie die begon met het merkwaardige geval van honden

we zagen dat de kleinste verschillen kunnen leiden tot dramatische variaties als we keken naar de grote verscheidenheid in honden. Maar ondanks hun verschillen, alle rassen van honden zijn nog steeds dezelfde soort als elkaar en hun voorouder. Hoe splitsen soorten zich? Wat veroorzaakt soortvorming? En Welk bewijs hebben we dat er ooit een soortvorming heeft plaatsgevonden?critici van de evolutie vallen vaak terug op de stelregel dat niemand ooit één soort in twee heeft zien splitsen. Hoewel dat duidelijk een stroman is, omdat de meeste soortvorming veel langer duurt dan onze levensduur, is het ook niet waar. We hebben soorten zien splitsen, en we zien nog steeds soorten divergeren elke dag.

er waren bijvoorbeeld twee nieuwe soorten Amerikaanse geitenbessen (of schorseneren, geslacht Tragopogon) die in de afgelopen eeuw ontstonden. In de vroege jaren 1900, drie soorten van deze wilde bloemen – de westelijke schorseneren (T. dubius), de weide schorseneren (T. pratensis), en de oesterplant (T. porrifolius) – werden geïntroduceerd in de Verenigde Staten van Europa. Naarmate hun populaties zich uitbreidden, ontstond er interactie tussen de soorten, die vaak steriele hybriden produceerden. Maar in de jaren 1950, realiseerden wetenschappers zich dat er twee nieuwe variaties van geitenbaard groeien. Hoewel ze op hybriden leken, waren ze niet steriel. Ze waren perfect in staat om zich voort te planten met hun eigen soort, maar niet met een van de oorspronkelijke drie soorten – de klassieke definitie van een nieuwe soort.

Hoe is dit gebeurd? Het blijkt dat de ouderplanten fouten maakten toen ze hun gameten creëerden (analoog aan ons sperma en onze eieren). In plaats van gameten te maken met slechts één kopie van elk chromosoom, creëerden ze er een met twee of meer, een toestand die polyploïdie wordt genoemd. Twee polyploïde gameten van verschillende soorten, elk met het dubbele van de genetische informatie die ze verondersteld werden te hebben, fuseerden, en creëerden een tetraploïde: een wezen met 4 sets chromosomen. Door het verschil in chromosoomgetal, kon de tetrapoïde niet paren met een van zijn moedersoorten, maar het werd niet verhinderd zich voort te planten met mede-ongevallen.

Dit proces, bekend als hybride speciatie, is een aantal keren gedocumenteerd in verschillende planten. Maar planten zijn niet de enige die zich specialiseren door middel van hybridisatie: ook Heliconius-vlinders hebben zich op een vergelijkbare manier gesplitst.

er is geen massa mutaties nodig die zich over generaties opstapelen om een andere soort te creëren – er is alleen een gebeurtenis nodig die een groep individuen reproductief van een andere groep isoleert. Dit kan zeer snel gebeuren, in gevallen zoals deze van polyploïdie. Een enkele mutatie kan genoeg zijn. Of het kan gebeuren in een veel, veel langzamer tempo. Dit is de speciatie waar evolutie om bekend staat-de geleidelijke veranderingen in de tijd die soorten scheiden.

maar alleen omdat we niet alle speciatie-gebeurtenissen van begin tot eind kunnen zien, betekent niet dat we geen soorten kunnen zien splitsen. Als de evolutietheorie waar is, verwachten we soorten te vinden in verschillende stadia van afscheiding over de hele wereld. Er zouden er zijn die net begonnen te splitsen, die reproductief isolement vertonen, en die er misschien nog steeds uitzien als één soort, maar al duizenden jaren niet meer met elkaar zijn verweven. Inderdaad, dat is precies wat we vinden.de appelmadevlieg Rhagoletis pomonella is een goed voorbeeld van een soort die net begint te divergeren. Deze vliegen zijn inheems in de Verenigde Staten, en tot de ontdekking van de Amerika ‘ s door Europeanen, gevoed uitsluitend op meidoorns. Maar met de komst van nieuwe mensen kwam een nieuwe potentiële voedselbron naar zijn habitat: appels. In het begin negeerden de vliegen de smakelijke traktaties. Maar na verloop van tijd, sommige vliegen besefte dat ze de appels konden eten, ook, en begon te wisselen van bomen. Hoewel dit alleen niet verklaart waarom de vliegen zouden specialiseren, doet een merkwaardige gril van hun biologie dat wel: appelmadevliegen paren aan de boom waar ze op geboren zijn. Als een paar vliegen sprong bomen, ze afgesneden zich van de rest van hun soort, ook al waren ze maar een paar meter afstand. Toen genetici in de late 20e eeuw een kijkje namen, ontdekten ze dat de twee soorten – degenen die zich voeden met appels en degenen die zich voeden met meidoorns – verschillende allelfrequenties hebben. Inderdaad, recht onder onze neus, Rhagoletis pomonella begon de lange reis van speciatie.

zoals we zouden verwachten, zijn andere dieren veel verder in het proces – hoewel we het ons niet altijd realiseren totdat we naar hun genen kijken.

orka ’s (Orcinus orca), beter bekend als orka’ s, lijken allemaal redelijk op elkaar. Het zijn grote dolfijnen Met zwart-witte vlekken die in groepen jagen en leuke trucs uitvoeren op Sea World. Maar al tientallen jaren denken zeezoogdieren dat er meer aan de hand is. Gedragsstudies hebben aangetoond dat verschillende groepen orka ‘ s verschillende gedragskenmerken hebben. Ze voeden zich met verschillende dieren, handelen anders en praten zelfs anders. Maar zonder een manier om de walvissen onder water te volgen om te zien met wie ze paren, konden de wetenschappers niet zeker zijn of de verschillende walvisculturen gewoon eigenaardigheden waren die van generatie op generatie werden doorgegeven of een hint naar veel meer.

nu hebben genetici gedaan wat de gedragsonderzoekers niet konden. Ze keken hoe de walvissen zich voortplanten. Toen ze keken naar het hele mitochondriale genoom van 139 verschillende walvissen over de hele wereld, vonden ze dramatische verschillen. Deze gegevens suggereren dat er inderdaad minstens drie verschillende soorten orka ‘ s zijn. De fylogenetische analyse wees uit dat de verschillende soorten orka 150.000 tot 700.000 jaar zijn gescheiden.

Waarom zijn de orka ‘ s gesplitst? De waarheid is dat we het niet weten. Misschien was het een bijwerking van modificaties voor het jagen op verschillende prooibronnen, of misschien was er een soort fysieke barrière tussen populaties die sindsdien is verdwenen. Het enige wat we weten is dat terwijl we bezig waren met het schilderen van grotmuren, iets groepen orka ‘ s deed splitsen, waardoor meerdere soorten ontstonden.

Er zijn veel verschillende redenen waarom soorten uiteenlopen. De makkelijkste, en meest voor de hand liggende, is een soort fysieke barrière – een fenomeen genaamd Allopatric speciatie. Als je kijkt naar vissoorten in de Golf van Mexico en voor de kust van Californië, zie je dat er veel overeenkomsten tussen hen zijn. Sommige soorten zien er inderdaad bijna identiek uit. Wetenschappers hebben naar hun genen gekeken, en soorten aan weerszijden van die dunne landbrug zijn nauwer verwant aan elkaar dan aan andere soorten, zelfs die in hun gebied. Lang geleden waren de continenten Noord-en Zuid-Amerika gescheiden en waren de oceanen met elkaar verbonden. Toen de twee landmassa ‘ s samensmelten, werden populaties van soorten aan weerszijden geïsoleerd. In de loop van de tijd zijn deze vissen genoeg uiteengelopen om aparte soorten te zijn.

soorten kunnen zich ook splitsen zonder zulke duidelijke grenzen. Als soorten uiteenvallen als de appelmade vliegt – zonder een volledige fysieke barrière-wordt het Sympatrische speciatie genoemd. Sympatrische speciatie kan om allerlei redenen voorkomen. Het enige wat nodig is, is iets waardoor de ene groep minder seks heeft met de andere.

voor één soort Monarchvliegenvangers (Monarcha castaneiventris) ging het om looks. Deze kleine insecteneters leven op de Salomonseilanden, ten oosten van Papoea-Nieuw-Guinea. Op een gegeven moment, ontwikkelde een kleine groep van hen een enkele aminozuurmutatie in het gen voor een eiwit genaamd melanine, die het kleurpatroon van de vogel dicteert. Sommige vliegenvangers zijn allemaal zwart, terwijl anderen kastanje gekleurde buiken hebben. Hoewel de twee groepen perfect in staat zijn om levensvatbare nakomelingen te produceren, mengen ze zich niet in het wild. Onderzoekers ontdekten dat de vogels de andere groep al als een andere soort zien. De mannetjes, die fel territoriaal zijn, reageren niet als een ander gekleurd mannetje hun grasmat betreedt. Net als de appelmadevliegen kruisen de vliegenvangers niet langer, en hebben daarmee de eerste stap gezet om twee verschillende soorten te worden.

Dit lijken misschien kleine veranderingen, maar onthoud, zoals we met honden hebben geleerd, dat kleine veranderingen kunnen optellen. Omdat ze niet met elkaar kruisen, zullen deze verschillende groepen in de loop van de tijd nog meer verschillen ophopen. Als ze dat doen, zullen ze steeds minder op elkaar gaan lijken. De resulterende dieren zullen zijn zoals de soorten die we vandaag duidelijk zien. Misschien zullen sommigen zich aanpassen aan een levensstijl die heel anders is dan hun zustersoort – de orka ‘ s bijvoorbeeld kunnen dramatisch uiteenlopen omdat kleine veranderingen hen in staat stellen beter geschikt te zijn voor hun unieke prooitypes. Anderen kunnen vrij gelijkaardig blijven, zelfs moeilijk uit elkaar te houden, zoals verschillende soorten eekhoorns vandaag de dag zijn.het punt is dat alle soorten wezens, van de kleinste insecten tot de grootste zoogdieren, op dit moment soortvorming ondergaan. We hebben soorten zien splitsen, en we blijven ze zien uiteenlopen. Soortvorming vindt overal om ons heen plaats. Evolutie gebeurde niet alleen in het verleden; het gebeurt nu, en zal doorgaan lang nadat we gestopt zijn met zoeken.

1. Soltis, D., & Soltis, P. (1989). Allopolyploid Speciation in Tragopogon: Insights from Chloroplast DNA American Journal of Botany, 76 (8) DOI: 10.2307/2444824

2. McPheron, B., Smith, D., & Berlocher, S. (1988). Genetic differences between host races of Rhagoletis pomonella Nature, 336 (6194), 64-66 DOI: 10.1038/336064a0
3. Uy, J., Moyle, R., Filardi, C., & Cheviron, Z. (2009). Verschil in verenkleed kleur gebruikt in Soortenherkenning tussen beginnende soorten is gekoppeld aan een enkele aminozuur substitutie in de Melanocortine?1 Receptor the American Naturalist, 174 (2), 244-254 DOI: 10.1086/600084
4. Phillip A Morin1, Frederick I Archer, Andrew d Foote, Julie Vilstrup, Eric E Allen, Paul Wade, John Durban, Kim Parsons, Robert Pitman, Lewyn Li, Pascal Bouffard, Sandra C Abel Nielsen, Morten Rasmussen, Eske Willerslev, M. Thomas P Gilbert, & Timothy Harkins (2010). Volledige mitochondriale genoom fylogeografische analyse van orka ‘ s (Orcinus orca) wijst op meerdere soorten genoomonderzoek