Ez egy repost április 24, 2010. A speciáció figyelése a második az Evolution sorozatomban, amely a kutyák furcsa esetével kezdődött

láttuk, hogy a legkisebb különbségek drámai eltérésekhez vezethetnek, amikor a kutyák széles változatosságát vizsgáltuk. De a különbségek ellenére minden kutyafajta még mindig ugyanaz a faj, mint egymás és őseik. Hogyan oszlanak meg a fajok? Mi okozza a speciációt? És milyen bizonyítékunk van arra, hogy a speciáció valaha is megtörtént?

az evolúció kritikusai gyakran visszaesnek arra a maximára, hogy soha senki nem látott egyetlen fajt kettéosztani. Bár ez egyértelműen szalmaember, mert a legtöbb speciáció sokkal hosszabb ideig tart, mint az élettartamunk, ez szintén nem igaz. Láttuk a fajok szétválását, és továbbra is látjuk a fajok szétválását minden nap.

például, ott volt a két új faj Amerikai kecskeszakáll (vagy salsifies, nemzetség Tragopogon), hogy ugrott létre az elmúlt században. Az 1900 – as évek elején ezeknek a vadvirágoknak három faja – a nyugati salsify (T. dubius), a réti salsify (T. pratensis) és az osztriga növény (T. porrifolius) – Európából érkeztek az Egyesült Államokba. Ahogy populációik bővültek, a fajok kölcsönhatásba léptek, gyakran steril hibrideket termeltek. De az 1950-es évekre a tudósok rájöttek, hogy a kecskeszakáll növekedésének két új változata létezik. Bár hibrideknek tűntek, nem voltak sterilek. Tökéletesen képesek voltak szaporodni a saját fajtájukkal, de az eredeti három faj egyikével sem – ez egy új faj klasszikus meghatározása.

hogyan történt ez? Kiderült, hogy a szülői növények hibákat követtek el, amikor létrehozták ivarsejtjeiket (hasonlóan a spermáinkhoz és a petesejtjeinkhez). Ahelyett, hogy ivarsejteket készítenének az egyes kromoszómák csak egy példányával, létrehoztak kettőt vagy többet, az úgynevezett állapotot poliploidia. Két különböző fajból származó poliploid ivarsejt, amelyek mindegyike kettős genetikai információval rendelkezik, összeolvadt, és tetraploidot hozott létre: egy lény 4 kromoszómakészlettel. A kromoszómaszám különbsége miatt a tetrapoid nem tudott párosodni egyik szülő fajával sem, de nem akadályozta meg a szaporodást más balesetekkel.

ezt a hibrid Speciációnak nevezett folyamatot számos alkalommal dokumentálták különböző növényekben. De a növények nem csak a hibridizáció révén spekulálnak:a Heliconius pillangók is hasonló módon hasadtak.

nem kell a generációk során felhalmozódó mutációk tömege egy másik faj létrehozásához – csak egy olyan eseményre van szükség, amely reproduktívan izolálja az egyének egyik csoportját a másiktól. Ez nagyon gyorsan megtörténhet, olyan esetekben, mint a poliploidia. Egyetlen mutáció elég lehet. Vagy sokkal, sokkal lassabb ütemben történhet. Ez az a speciáció, amelyről az evolúció ismert – az idő múlásával bekövetkező fokozatos változások, amelyek elválasztják a fajokat.

de csak azért, mert nem látjuk az összes speciációs eseményt az elejétől a végéig, nem jelenti azt, hogy nem látjuk a fajok felosztását. Ha az evolúció elmélete igaz, azt várnánk, hogy fajokat találunk az elválasztás különböző szakaszaiban az egész világon. Vannak olyanok, amelyek csak most kezdtek szétválni, reproduktív elszigeteltséget mutatva, és olyanok, amelyek még mindig úgy nézhetnek ki, mint egy faj, de évezredek óta nem szaporodtak. Valóban, pontosan ezt találjuk.

az alma maggot fly, Rhagoletis pomonella kiváló példa egy olyan fajra, amely csak most kezd eltérni. Ezek a legyek az Egyesült Államokban őshonosak, egészen addig, amíg az európaiak felfedezték Amerikát, kizárólag galagonyával táplálkoztak. De az új emberek érkezésével új potenciális táplálékforrás jött élőhelyére: az alma. Először a legyek figyelmen kívül hagyták az ízletes ételeket. De idővel néhány légy rájött, hogy az almát is megeheti, és fát váltott. Bár egyedül ez nem magyarázza meg, hogy a legyek miért specializálódnak, biológiájuk furcsa furcsasága igen: az almalégy legyek párosodnak azon a fán, amelyen születnek. Ahogy néhány légy fára ugrott, levágták magukat a többi fajuktól, annak ellenére, hogy csak néhány méterre voltak. Amikor a genetikusok közelebbről megvizsgálták a 20.század végén, azt találták, hogy a két típus – azok, amelyek almával táplálkoznak, és azok, amelyek galagonyával táplálkoznak – eltérő allélfrekvenciával rendelkeznek. Valójában, közvetlenül az orrunk alatt, Rhagoletis pomonella megkezdte a speciáció hosszú útját.

ahogy azt várnánk, más állatok sokkal tovább haladnak a folyamatban – bár ezt nem mindig vesszük észre, amíg meg nem vizsgáljuk a génjeiket.

Orcas (Orcinus orca), ismertebb nevén gyilkos bálnák, mind meglehetősen hasonlóak. Nagy delfinek, fekete-fehér foltokkal, amelyek csomagokban vadásznak és ügyes trükköket hajtanak végre a Sea World-ben. De a tengeri emlősök már évtizedek óta úgy gondolják, hogy a történetnek több is van. A viselkedési vizsgálatok kimutatták, hogy az orkák különböző csoportjai eltérő viselkedési tulajdonságokkal rendelkeznek. Különböző állatokkal táplálkoznak, másképp viselkednek, sőt másképp beszélnek. De anélkül, hogy követnék a bálnákat a víz alatt, hogy lássák, kivel párosodnak, a tudósok nem lehettek biztosak abban, hogy a különböző bálnakultúrák egyszerűen nemzedékről nemzedékre átadott furcsaságok, vagy sokkal többre utalnak.

a genetikusok megtették azt, amit a viselkedéskutatók nem tudtak. Megnézték, hogyan szaporodnak a bálnák. Amikor a világ 139 különböző bálnájának teljes mitokondriális genomját megvizsgálták, drámai különbségeket találtak. Ezek az adatok azt sugallják, hogy valóban legalább három különböző gyilkos bálna faj létezik. A filogenetikai elemzés azt mutatta, hogy a különféle orca fajokat 150 000-700 000 éve különítették el.

miért szakadtak meg az orkák? Az igazság az, hogy nem tudjuk. Talán a különböző zsákmányforrások vadászatának módosításainak mellékhatása volt, vagy talán volt valamiféle fizikai akadály a populációk között, amely azóta eltűnt. Csak annyit tudunk, hogy amíg a barlangfalak festésével voltunk elfoglalva, valami miatt az orkák csoportjai szétváltak, több fajt hozva létre.

számos különböző oka van annak, hogy a fajok eltérnek egymástól. A legegyszerűbb és legnyilvánvalóbb valamilyen fizikai akadály – az Allopatrikus Speciációnak nevezett jelenség. Ha megnézzük a Mexikói-öbölben és Kalifornia partjainál található halfajokat, rájövünk, hogy sok hasonlóság van közöttük. Valójában néhány faj szinte azonos. A tudósok megvizsgálták génjeiket, és a vékony földhíd mindkét oldalán lévő fajok szorosabban kapcsolódnak egymáshoz, mint más fajokhoz, még a területükön lévő fajokhoz is. Az történt, hogy régen Észak-és Dél-Amerika kontinensei különváltak, és az óceánok összekapcsolódtak. Amikor a két szárazföldi tömeg összeolvadt, a fajok populációit mindkét oldalon elkülönítették. Idővel ezek a halak eléggé eltértek ahhoz, hogy külön fajok legyenek.

A fajok ilyen egyértelmű határok nélkül is szétválhatnak. Amikor a fajok eltérnek egymástól , mint az almás kukac legyek-teljes, fizikai akadály nélkül-ezt Szimpatrikus Speciációnak nevezik. A szimpatrikus speciáció mindenféle okból előfordulhat. Minden úgy van valami, ami az egyik csoport kevesebb szex egy másik.

az uralkodó légykapók egyik faja (Monarcha castaneiventris) esetében a kinézetről volt szó. Ezek a kis rovarevők a Salamon-szigeteken élnek, Pápua Új-Guineától keletre. Egy bizonyos ponton egy kis csoportjuk egyetlen aminosav-mutációt fejlesztett ki a melanin nevű fehérje génjében, amely meghatározza a madár színmintáját. Néhány légykapó fekete, míg másoknak gesztenye színű hasa van. Annak ellenére, hogy a két csoport tökéletesen képes életképes utódok előállítására, a vadonban nem keverednek. A kutatók azt találták, hogy a madarak már a másik csoportot más fajnak tekintik. A hímek, amelyek hevesen területi, nem reagálnak, ha EGY más színű hím belép a gyep. Az almalégyekhez hasonlóan a légykapók már nem kereszteznek egymással, így megtették az első lépést a két különböző faj kialakulása felé.

Ezek kis változásoknak tűnhetnek, de ne feledje, ahogy a kutyáknál megtanultuk, a kis változások összeadódhatnak. Mivel nem kereszteződnek, ezek a különböző csoportok idővel még több különbséget halmoznak fel. Ahogy teszik, egyre kevésbé fognak hasonlítani. Az ebből eredő állatok olyanok lesznek, mint azok a fajok, amelyeket ma világosan látunk. Talán néhányan alkalmazkodnak egy olyan életmódhoz, amely teljesen eltér a testvérfajuktól – például az orkák drámai módon eltérhetnek egymástól, mivel a kis változások lehetővé teszik számukra, hogy jobban megfeleljenek egyedi zsákmánytípusaiknak. Mások meglehetősen hasonlóak maradhatnak, még nehéz megkülönböztetni, mint a különféle mókusfajok ma.

A lényeg az, hogy mindenféle lény, a legkisebb rovaroktól a legnagyobb emlősökig, jelenleg speciáción megy keresztül. Megfigyeltük, hogy a fajok szétválnak, és továbbra is látjuk, hogy szétválnak. A specializáció mindenütt jelen van körülöttünk. Az evolúció nem csak a múltban történt, hanem most is megtörténik, és sokáig folytatódik, miután abbahagytuk a keresését.

1. Soltis, D., & Soltis, P. (1989). Allopolyploid speciáció Tragopogonban: betekintés a kloroplaszt DNS-ből Amerikai botanikai folyóirat, 76 (8) DOI: 10.2307/2444824

2. McPheron, B., Smith, D., & Berlocher, S. (1988). Genetikai különbségek a Rhagoletis Pomonella Természet gazdafajai között, 336 (6194), 64-66 DOI: 10.1038/336064a0
3. Uy, J., Moyle, R., Filardi, C., & Cheviron, Z. (2009). A fajok felismerésében használt tollazat színének különbsége A kezdő Fajok között egyetlen aminosav-Szubsztitúcióhoz kapcsolódik a Melanokortinban?1 Receptor az amerikai természettudós, 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). A gyilkos bálnák (Orcinus orca) teljes mitokondriális genomjának filogeográfiai elemzése több faj Genomkutatását jelzi