detta är en repost från April 24th, 2010. Att titta på speciering förekommer är den andra i min Evolution-serie som började med det nyfikna fallet med hundar

vi såg att de minsta skillnaderna kan leda till dramatiska variationer när vi tittade på det stora utbudet hos hundar. Men trots deras skillnader är alla raser av hundar fortfarande samma art som varandra och deras förfader. Hur delas arter? Vad orsakar speciering? Och vilka bevis har vi för att speciering någonsin har inträffat?

evolutionskritiker faller ofta tillbaka på maximen att ingen någonsin har sett en art uppdelad i två. Medan det helt klart är en halmman, eftersom de flesta speciering tar mycket längre tid än vår livslängd att inträffa, är det inte heller sant. Vi har sett arter splittras, och vi fortsätter att se arter som avviker varje dag.

till exempel fanns det två nya arter av amerikanska Getskägg (eller salsifies, släktet Tragopogon) som uppstod under det senaste århundradet. I början av 1900 – talet introducerades tre arter av dessa vildblommor – västra salsify (T. dubius), ängen salsify (T. pratensis) och ostronväxten (T. porrifolius) – till USA från Europa. När deras populationer expanderade interagerade arten och producerade ofta sterila hybrider. Men på 1950-talet insåg forskare att det fanns två nya variationer av Getskägg som växte. Medan de såg ut som hybrider var de inte sterila. De var fullt kapabla att reproducera med sin egen sort men inte med någon av de ursprungliga tre arterna – den klassiska definitionen av en ny art.

hur hände detta? Det visar sig att föräldraplantorna gjorde misstag när de skapade sina gameter (analogt med våra spermier och ägg). Istället för att göra gameter med endast en kopia av varje kromosom skapade de sådana med två eller flera, ett tillstånd som kallas polyploidi. Två polyploida könsceller från olika arter, var och en med dubbla den genetiska informationen de skulle ha, smält, och skapade en tetraploid: en varelse med 4 uppsättningar kromosomer. På grund av skillnaden i kromosomnummer kunde tetrapoiden inte para sig med någon av sina förälderarter, men det hindrades inte från att reproducera med andra olyckor.

denna process, känd som Hybridspeciering, har dokumenterats ett antal gånger i olika växter. Men växter är inte de enda som specierar genom hybridisering: heliconius fjärilar har också delats på ett liknande sätt.

det tar inte en massa mutationer som ackumuleras över generationer för att skapa en annan art – allt som krävs är en händelse som reproduktivt isolerar en grupp individer från en annan. Detta kan hända mycket snabbt, i fall som dessa av polyploidi. En enda mutation kan räcka. Eller det kan hända i mycket, mycket långsammare takt. Detta är den speciering som evolutionen är känd för – de gradvisa förändringarna över tiden som skiljer arter.

men bara för att vi inte kan se alla specieringshändelser från början till slut betyder det inte att vi inte kan se arter splittras. Om evolutionsteorin är sant, skulle vi förvänta oss att hitta arter i olika separationsstadier över hela världen. Det skulle finnas sådana som just har börjat splittras, visar reproduktiv isolering, och de som fortfarande kan se ut som en art men inte har interbred i tusentals år. Det är faktiskt precis vad vi hittar.

apple maggot fly, Rhagoletis pomonella är ett utmärkt exempel på en art som bara börjar avvika. Dessa flugor är infödda i USA, och fram till upptäckten av Amerika av Europas, matas enbart på hagtornar. Men med ankomsten av nya människor kom en ny potentiell matkälla till dess livsmiljö: äpplen. Först ignorerade flugorna de goda godisarna. Men med tiden insåg vissa flugor att de också kunde äta äpplen och började byta träd. Medan ensam detta inte förklara varför flugorna skulle speciate, en nyfiken quirk av deras biologi gör: apple maggot flugor mate på trädet de är födda på. Som några flugor hoppade träd, skar de sig av från resten av sin art, även om de bara var några meter bort. När genetiker tittade närmare i slutet av 20 – talet fann de att de två typerna – de som matar på äpplen och de som matar på hagtornar-har olika allelfrekvenser. I själva verket, precis under våra näsor, började Rhagoletis pomonella den långa resan av speciering.

som vi förväntar oss är andra djur mycket längre i processen – även om vi inte alltid inser det förrän vi tittar på deras gener.

Orcas (Orcinus orca), bättre känd som späckhuggare, alla ser ganska lika ut. De är stora delfiner med svarta och vita fläckar som jagar i förpackningar och utför snygga knep på Sea World. Men i flera årtionden har Marina däggdjursläkare trott att det fanns mer i historien. Beteendestudier har visat att olika grupper av orcas har olika beteendeegenskaper. De matar på olika djur, agerar annorlunda och pratar till och med annorlunda. Men utan ett sätt att följa valarna under vattnet för att se vem de parar sig med, kunde forskarna inte vara säkra på om de olika valkulturerna helt enkelt var quirks vidare från generation till generation eller en antydan till mycket mer. nu har genetiker gjort vad beteendeforskarna inte kunde. De tittade på hur valarna odlar. När de tittade på hela mitokondriella genomet från 139 olika valar över hela världen fann de dramatiska skillnader. Dessa data föreslog att det verkligen finns minst tre olika arter av späckhuggare. Fylogenetisk analys indikerade att de olika arterna av Orka har separerats i 150 000 till 700 000 år.

varför delade orcas? Sanningen är att vi inte vet. Kanske var det en bieffekt av modifieringar för att jaga olika byteskällor, eller kanske fanns det någon form av fysisk barriär mellan populationer som sedan dess har försvunnit. Allt vi vet är att medan vi var upptagna med att måla grottväggar, orsakade något grupper av orcas att dela, skapa flera arter.

det finns många olika anledningar till att arter avviker. Det enklaste och mest uppenbara är någon form av fysisk barriär – ett fenomen som kallas allopatrisk speciering. Om du tittar på fiskarter i Mexikanska golfen och utanför Kaliforniens kust, hittar du att det finns många likheter mellan dem. Faktum är att några av arterna ser nästan identiska ut. Forskare har tittat på sina gener, och arter på vardera sidan av den tunna landbroen är närmare besläktade med varandra än de är till andra arter, även de i deras område. Vad som hände är att för länge sedan separerades kontinenterna i Nord-och Sydamerika och oceanerna var anslutna. När de två landmassorna slogs samman isolerades populationer av arter på vardera sidan. Med tiden har dessa fiskar divergerat tillräckligt för att vara separata arter.

arter kan delas utan sådana tydliga gränser också. När arter avviker som äppelmaggotflugorna-utan en fullständig, fysisk barriär-kallas det sympatrisk speciering. Sympatrisk speciering kan förekomma av alla möjliga skäl. Allt som krävs är något som gör att en grupp har mindre sex med en annan.

För en art av Monarch flycatchers (Monarcha castaneiventris) handlade det om utseende. Dessa små insectivores bor på Salomonöarna, öster om Papua Nya Guinea. Vid någon tidpunkt utvecklade en liten grupp av dem en enda aminosyramutation i genen för ett protein som kallas melanin, vilket dikterar fågelns färgmönster. Vissa flycatchers är alla svarta, medan andra har kastanjfärgade magar. Även om de två grupperna är helt kapabla att producera livskraftiga avkommor, blandar de inte i naturen. Forskare fann att fåglarna redan ser den andra gruppen som en annan art. Hanarna, som är starkt territoriella, reagerar inte när en olikfärgad hane kommer in i deras gräs. Liksom äppelmaggotflugorna är flugsnapparna inte längre interbreeding och har därmed tagit det första steget mot att bli två olika arter.

dessa kan verka som små förändringar, men kom ihåg, som vi lärde oss med hundar, kan små förändringar lägga till. Eftersom de inte interbreeding, dessa olika grupper kommer att samla ännu fler skillnader över tiden. När de gör det kommer de att börja se mindre och mindre lika ut. De resulterande djuren kommer att vara som de arter vi tydligt ser idag. Kanske kommer vissa att anpassa sig till en livsstil som är helt annorlunda än deras systerart – orcas kan till exempel avvika dramatiskt eftersom små förändringar gör det möjligt för dem att vara bättre lämpade för sina unika bytestyper. Andra kan vara ganska lika, även svåra att skilja, som olika arter av ekorrar är idag.

poängen är att alla slags varelser, från de minsta insekterna till de största däggdjuren, genomgår speciering just nu. Vi har sett arter splittras, och vi fortsätter att se dem avvika. Speciering sker runt omkring oss. Evolutionen hände inte bara tidigare; det händer just nu och kommer att fortsätta länge efter att vi slutat leta efter det.

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

2. McPheron, B., Smith, D., & Berlocher, S. (1988). Genetiska skillnader mellan värdraser av Rhagoletis pomonella Nature, 336 (6194), 64-66 DOI: 10.1038/336064a0
3. Uy, J., Moyle, R., Filardi, C., & Cheviron, Z. (2009). Skillnad i Fjäderdräktfärg som används vid Artigenkänning mellan begynnande arter är kopplad till en enda Aminosyrasubstitution i melanokortin?1 Receptor den amerikanska naturalisten, 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). Komplett mitokondriellt genom fylogeografisk analys av späckhuggare (Orcinus orca) indikerar flera arter genomforskning