"Ако еволюцията наистина съществува, тогава защо не я наблюдаваме?", питат опонентите на теорията на Дарвин, упорито игнорирайки, че за да се забележат ефектите на еволюцията е нужно време. Но има случаи, когато забележима еволюционна промяна в организмите настъпва за много кратък период от време.
Охлювите върху малко скалисто островче еволюират пред очите на учените. Морските охлюви са били въведени отново, след като токсичен цъфтеж на водораслите ги е унищожил на малко островче. Въпреки че изследователите умишлено внесли различна популация от същия вид охлюви, те еволюирали, за да приличат поразително на популацията, загубена преди повече от 30 години.
30-годишното проучване, ръководено от изследователи от Института за наука и технологии в Австрия (ISTA) и Норвежкия университет "Норд", публикувано в списание Science Advances, предоставя уникална възможност да се забележи как живите организми се променят под въздействието на околната среда в реално време.
Експеримент: от бедствие до откритие
През 1988 г. архипелагът Костер, група острови край западното крайбрежие на Швеция, близо до границата с Норвегия, е засегнат от особено плътен бурен цъфтеж на токсични водорасли, който унищожава популациите на морските охлюви. Но защо някой би се интересувал от съдбата на група охлюви върху скала с площ три квадратни метра в открито море? Оказва се, че това събитие би открило възможност да се предскаже и да се види как еволюцията се развива пред очите ни.
Преди островите и техните малки, заливани от приливите скали, наречени шхери (от шведски: skär – скала) - скалисти острови, разделени от тесни протоци и заливи - са били дом на компактни и разнообразни популации от морски охлюви от вида Littorina saxatilis. Докато популациите на охлювите на по-големите острови - някои от които са намалели до по-малко от 1 % - са възстановени в рамките на две до четири години, няколко шхери не могат да се възстановят от този тежък удар.
Морският еколог Керстин Йоханесон (Kerstin Johannesson) от Университета в Гьотеборг, Швеция, вижда уникална възможност. През 1992 г. тя решава да върне охлювите L. saxatilis в изгубеното им местообитание на един от засегнатите острови и да наблюдава как ще се адаптират към новите условия, с което поставя началото на експеримент, който повече от 30 години по-късно ще има далечни последици.
Първият автор Диего Гарсия Кастило, студент в ISTA, посещава експерименталната шхера. Кредит: Pierre Barry
Два екотипа охлюви - защитаващи се от раци и от вълни
L. saxatilis е често срещан вид морски охлюви, срещащи се по бреговете на Северния Атлантически океан, където различни популации са развили черти, адаптирани към тяхната среда. Тези черти включват размер, форма на черупката, цвят на черупката и поведение.
Разликите между тези черти са особено поразителни между така наречените раков екотип и вълнов екотип. Тези охлюви са еволюирали многократно на различни места, или в среди, изложени на хищни раци, или върху скали, изложени на вълни, далеч от раците. Вълновите охлюви обикновено са малки и имат тънка черупка със специфични цветове и шарки, голям и заоблен отвор и смело поведение. Охлювите раков екотип, от друга страна, са много по-големи, имат по-дебели черупки без шарки и по-малък и по-издължен отвор. Освен това те се държат по-предпазливо в своята среда, доминирана от хищници.
Двата екотипа морски охлюви Littorina saxatilis, адаптирани към различни среди. Екотипът "рак" (вляво) е по-голям и предпазлив към хищници. Екотипът "вълна" (вдясно) е по-малък и има смело поведение. Кредит: David Carmelet
Шведският архипелаг Костер е дом на тези два различни типа охлюви L. saxatilis, които често са съседни един на друг на един и същи остров или са разделени само на няколкостотин метра от морето. Преди токсичния цъфтеж на водорасли през 1988 г. вълновите охлюви са обитавали шхерите, докато близките брегове са били местообитание и на ракови и вълнови охлюви. Тази тясна пространствена близост се оказва решаваща.
Прогнозата на учените и реалността
Международният екип учени, участващи в експеримента, разработва подробен модел, предсказващ как ще се променят морските охлюви. Те предсказват не само физически промени във формата на черупката, но и генетичните мутации, които биха позволили на охлювите да оцелеят в новата им среда.
И наистина, скоро след като раковия екотип охлюви са заселени на шхерата, учените забелязват първите признаци на адаптация. Формата на черупките на охлювите започна да се променя, което им помага да се прикрепят по-добре към скалите и да устоят на силните вълните, т.е. превръщат се във вълнов екотип.
Охлювите от рачешкия екотип (1992 г.) са еволюирали, за да приличат поразително на изгубените охлюви от вълновия екотип на скалистото островче. Кредит: ISTA, Kerstin Johannesson
В същото време настъпват и генетични промени.
Ролята на генетичното разнообразие
Генетичното разнообразие играе ключова роля в този процес. Охлювите от вълнов екотип, оцелели на другите острови, вече са имали някои от адаптивните промени, необходими, за да оцелеят на заливаните скали.
Периодично тези охлюви попадат на малкия остров, където се провежда експериментът, и се кръстосват с местната популация.
Благодарение на това полезните мутации се разпространяват по-бързо сред охлювите, ускорявайки процеса на адаптация. Сега охлювите, донесени от Йоханесон на шхерата през 1992 г., са достигнали процъфтяваща популация от около 1000 индивида.
Така само за 30 години учените успяват ясно да демонстрират, че еволюцията е динамичен процес, който може да се случи сравнително бързо, особено при стрес.
Справка: Diego Garcia Castillo et al, Predicting rapid adaptation in time from adaptation in space: A 30-year field experiment in marine snails, Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adp2102. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adp2102
Източник: Evolution in Real Time. ISTA scientists predict—and witness—evolution in a 30-year marine snail experiment, Institute of Science and Technology Austria
Още по темата
Човекът
"Трудните стъпки" в еволюцията към човешката интелигентност са преразгледани геоложки
Животът
Един изненадващо бърз ензим може да промени възгледите ни за еволюцията
Животът
Ново правило на биологията: Нестабилността е двигателят на еволюцията и живота
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари