Obrovská evoluční studie nás nutí k tomu, abychom se zamysleli, kde se vyvíjejí druhy pozemských druhů

Během posledních několika měsíců, biologové z Michiganu do Kalifornie běží počítačové simulace ve dne v noci, snaží se sestavit největší evoluční rodokmen ryb v historii pole. Nyní, asi 30,000 druhů ryb později, výsledky jsou publikovány v Příroda a zpochybňují desetiletý evoluční předpoklad.

Biologové si už dlouho všimli geografického vzoru, pokud jde o to, jak se utváří druhy. Teplé, tropické místa mají tendenci mít mnohem více druhů než studené, neplodné. „Rozdíl v druhové rozmanitosti od pólů k tropům je jedním z„ velkých vzorů “v biologii,“ vysvětluje hlavní autor studie a zoolog Zoo Michigan Daniel Rabosky, Ph.D. v e-mailu Inverzní. „Dokonce i nevědci vědí, že tropy jsou známé svou vynikající biologickou rozmanitostí.“

Nový Raboskyho dokument, který vyšel ve středu, má novou teorii. Obrovský strom rybího stromu naznačuje, že je to vlastně nejchladnější místa na Zemi - ne tropické - to jsou ohniska pro nové druhy.

Červená královna běží rychleji, když je horká

Pokusy vysvětlit biologickou rozmanitost tropů se částečně opíraly o myšlenku „gradientu zeměpisné šířky“. V podstatě to znamená, že je zde hot spot pro speciaci na naší planetě přímo uprostřed, táhnoucí se na rovníku. Není to však proto, že tropy jsou skvělým místem k životu.

Předchozí studie naznačují, že interakce mezi parazity, predátory a dalšími hrozbami přežití jsou v tropech silnější, což způsobuje, že přirozený výběr funguje dvakrát rychleji, než aby udržel náskok před všemi těmito hrozbami, říká Rabosky. To zase vedlo k různorodosti druhů tropických ryb, které všichni známe a milujeme. Biologové, kteří vždy měli rádi koncepční analogie, chtěli tento proces porovnat se scénou v Lewis Carrollu Skrz sklo když je Alice napadena závodem proti Rudé královně:

„Pomalý druh země!“ Řekla královna. „Teď, vidíte, trvá vše, co můžete udělat, abyste se udrželi na stejném místě. Pokud se chcete dostat někam jinam, musíte běžet alespoň dvakrát rychleji! “

Z této poněkud excentrické analogie přichází konvenční moudrost v evoluční biologii: Červená královna běží rychleji, když je horká. To je doposud, protože Raboskyho výzkum to všechno vyvrací.

Nový model pro speciaci

Po konstrukci a analýze evolučního stromu Rabosky a jeho tým dospěli k závěru, že v posledních milionech let ryby žijící v polárních vodách skutečně vytvořily nové druhy dvakrát rychlejší než ryby v tropických vodách.

Jak se tomuto týmu podařilo najít přesvědčivé důkazy, které odporují stoletím evoluční teorie? Začali analýzou dostupných údajů o DNA z přibližně 5 000 druhů ryb a poté použili jiné metody umístění, aby odhadli, kde by se zbývající ryby měly vejít do rodokmenu. Spuštění programu statistické analýzy nazvaného BAMM na tomto „rodokmenu“ vypočítá, jak rychle se druhové od sebe navzájem liší porovnáním rozdílů v jejich DNA: obecně lze předpokládat, že čím méně DNA dvou druhů sdílí, tím více času uplynulo od doby, kdy se „odlišili“. Z jednoho druhu na dva samostatné.

"Tento strom je mnohem větší než jakákoliv předchozí studie o rybách," říká Rabosky. „To nám umožnilo odhadnout sazby, u kterých se druhy utvářejí s mnohem větší přesností než dřívější studie.“ Jeho průlomový objev má však úlovek.

Rabosky a jeho tým stále nejsou zcela jisti, proč je rychlost speciace rychlejší v pólech. Naznačuje, že by se to mohlo zredukovat na myšlenku, že tvrdé polární podmínky - jako například ledovcové a trvalé ledové krytí - vyvolaly sérii masových vymírání, která otevřela dveře novým formám. Nazývá to „odrazovým efektem“.

„Možná, že vymírání rychle vyhladí druhy ve vysokých zeměpisných šířkách, ale nové druhy se formují, aby tyto ekologické výklenky zaplňovaly ne příliš dlouho poté, co jsou vyhynuty,“ vysvětluje.

Důležité je, že i když se druhy v pólech rozbíhaly rychleji než ty v nižších zeměpisných šířkách, tropické oblasti měly stále větší rozmanitost druhů celkově. Rabosky to nazývá „druhovým bohatstvím“, které bylo doposud vždy vysvětleno předpokladem, že se druhy v tropech rychleji rozcházejí. Raboskyho nálezy teď v tomto děrují, ale neexistuje žádné alternativní vysvětlení.

Prozatím se zdá, že červená královna je schopna rychle běžet bez ohledu na to, jaká je teplota. Ve skutečnosti může dokonce běžet rychleji, když je venku venku.