לטאות מסתגלות ממחישות תהליך אבולוציוני מרכזי שהוצע לפני מאה שנה

ארכיון זוחלים לטאה ירוקה ולטאה זריזה (יוני 2019).

Anonim

לטאות סמוכות במרבית המדבר של מוהאבי יש סימנים בצבע חום ושחום שמתמזגים היטב עם סביבתם המדברית. על זרימת הלבה פסגה, לעומת זאת, אחד מוצא אוכלוסייה שונה מאוד של לטאות בצד כתם, שחור כמו הסלעים הם חיים על.

איך בעלי חיים פולשים לסביבות חדשות שונות מאלו שלשמה האבולוציה הצליחה לספק להן עיבודים מכווננים היטב? לטאות בצבע בהיר על זרימת לבה צריך להיות קל לקטוף טורפים, אז איך הם שרדו מספיק זמן כדי להתפתח צבע כהה יותר?

הסבר אחד הוא כי רבים של תכונות של חיה אינם קבועים, אבל יכול לשנות במהלך חייו. זה "פלסטיות פנוטיפי" מאפשר לבעלי חיים בודדים לשנות את המראה שלהם או התנהגות מספיק כדי לשרוד בסביבה חדשה. בסופו של דבר, הסתגלות חדשה לקידום הישרדות באוכלוסייה באמצעות שינויים גנטיים וברירה טבעית, אשר פועלת על האוכלוסייה במשך דורות. זה ידוע בשם "אפקט Baldwin" אחרי הפסיכולוג ג 'יימס מארק Baldwin, שהציג את הרעיון במאמר ציון שפורסם בשנת 1896.

מדענים שחקרו את הלטאות המכווצות בצד על זרם לבה בפיסגה תיעדו את התהליך הזה בפרטי פרטים. הם הראו איך לטאות בודדים יכולים לשנות צבעים בסביבה חדשה כדי להפוך כהה יותר על לבה; הם זיהו גנים המווסתים את הצבע, והם נבדלים בין אוכלוסיות הלבה וממנה; ומצאו כי השינויים הגנטיים באוכלוסייה המותאמים לזרימת הלבה הופכים את הלטאות האלה כהות יותר מאחרות. הממצאים שלהם, שפורסמו ב -6 בספטמבר בביולוגיה הנוכחית, עשויים להיות הדוגמה המפורטת ביותר של אפקט בולדווין המתרחשת באוכלוסיית פרא.

"זה רעיון ישן וחזק מאוד, ועכשיו יש לנו עדויות גנטיות על איך זה קורה בטבע", אמר מחבר שותף בארי סינרו, פרופסור לאקולוגיה וביולוגיה אבולוציונית באוניברסיטת קליפורניה סנטה קרוז.

Sinervo כבר לומד blizched צדדים לטאות בקליפורניה במשך יותר מ -30 שנה. הסופר הראשון עמון קורל, שסיים את הדוקטורט שלו. במעבדה של סינרו, נמצא כעת במוזיאון של חוליות חוליות של אוניברסיטת ברקלי. קורל אמר שהוא למד לראשונה על אוכלוסיית הלטאה של פסגה מדוקטורט שלא פורסם. תזה על ידי Coauthor קלאודיה לוק, עכשיו באוניברסיטת מדינת סונומה.

"קלאודיה הבנתי איך הפלסטיק שלהם צבע, ואני בדק עבור שינויים גנטיים אשר השפיעו על הצבע של האוכלוסייה Pisgah", אמר קורל. "בולדווין ניבא כי הפלסטיות מאפשרת לאורגניזמים להתנחל בסביבות חדשות, ואז הם מפתחים עיבודים חדשים באמצעות ברירה טבעית, אך עד עכשיו חסרים לנו הכלים הגנטיים להראות שזה קורה בסביבה".

כאשר חוקרים מעיפים לטאות צדדיות מרקע אחד למשנהו (לדוגמה, מחול ועד סלע לבה), השינויים בצבע מתחילים להופיע בתוך שבוע, ושינויים הדרגתיים בצבע ממשיכים חודשים לאחר מכן. "נראה כאילו יש הצטברות איטית והדרגתית של פיגמנט המלנין הכהה, "אמרה קורל.

אוכלוסיות הלטאה על ולכבות את זרימת הלבה הן יש גמישות זו המאפשרת להם לשנות את הצבע כאשר עבר לסביבה חדשה. אבל שתי האוכלוסיות גם יש הבדלים תורשתי פיגמנטציה. ניתוח גנטי גילה הבדלים בין שתי האוכלוסיות בשני גנים המעורבים בוויסות ייצור המלנין.

החוקרים חצו לטאות משני האוכלוסיות, העלו את הצאצאים בסביבה משותפת, ודידו את הצבעים של הצאצאים. ניסויים אלה הראו כי וריאציות בגנים הקשורים למלנין תואמות את החשיכה של עורות הלטאות.

דגימה גנטית של לטאות סמוכות בצד סביב זרימת הלבה הראתה כי גרסאות הגן שנמצאות באוכלוסיית הלבה מוגבלות לאוכלוסייה זו, דבר המצביע על כך שהגרסאות צמחו באמצעות מוטציות שהתרחשו בלטאות החיים על הלבה והתפשטו בתוך אותה אוכלוסיה. מחקרים דמוגרפיים מראים כי המוטציות החדשות התעוררו אלפי שנים לאחר זרימת הלבה, לפני כ -22, 000 שנה.

"למדנו לטאות צדדיות בכל מקום, אפילו בזרם לבה אחר, וריאנטים גנטיים אלה נמצאים רק בפסגה, אז אנחנו יודעים שזה המקום שבו הם קמו", אמר סינרוו. "אלה הם גנים המסדירים את הצבע על ידי שליטה על מסלול ייצור המלנין, אבל באופן מורכב, לטאות הפיסגה יש את ההתאמה הטובה ביותר לצבע הלבה של כל אוכלוסייה, אבל הם עדיין יכולים לחזור חול ולהתאים אחרת לגמרי רקע כללי."

טווח של צבע אפשרי עבור לטאה בודדים הוא מדהים. "במובנים מסוימים, זה מדהים שהברירה הטבעית עדיין פועלת בנוכחות כל כך הרבה פלסטיות, כל מה שנדרש הוא קצת חוסר התאמה וזה יכול לעשות את ההבדל בין חיים למוות", אמר קורל. "יש עדיין וריאציה בתוך האוכלוסייה, אז תפסנו את הברירה הטבעית בתהליך של פעולה על הגנים האלה, אנחנו יכולים כעת לבצע מחקרים נוספים בתחום המעבדה שמטרתם להבין טוב יותר את התכונות הפלסטיות המעוצבות על ידי האבולוציה".

menu
menu