Ang Malaking Pag-aaral ng Evolution ay Nagpapalakas sa Amin na Pag-isipang muli kung Saan Naka-evolve ang Species ng Daigdig

Sa nakalipas na ilang buwan, ang mga biologist mula sa Michigan hanggang California ay tumatakbo araw at gabi sa simula ng computer, sinisikap na ipunin ang pinakamalaking ebolusyonaryong puno ng pamilya ng isda sa kasaysayan ng larangan. Ngayon, mga 30,000 species ng isda sa ibang pagkakataon, ang mga resulta ay inilathala sa Kalikasan, at tinatawagan nila ang isang dekada-lumang ebolusyonaryong palagay sa tanong.

Matagal nang napansin ng mga biologist ang isang heograpikal na pattern pagdating sa kung paano bumuo ng uri ng hayop. Ang mainit at tropikal na mga lugar ay may posibilidad na magkaroon ng mas maraming uri ng species kaysa sa malamig, baog. "Ang pagkakaiba sa pagkakaiba-iba ng species mula sa mga pole sa tropiko ay isa sa 'malaking mga pattern' sa biology," paliwanag ng may-akda ng lead study at University of Michigan zoologist Daniel Rabosky, Ph.D. sa isang email sa Kabaligtaran. "Kahit alam ng mga di-siyentipiko na ang mga tropiko ay sikat sa kanilang natitirang biological diversity."

Ngunit ang bagong papel ni Rabosky, na inilathala ng Miyerkules, ay may bagong pagkuha sa lumang teorya na iyon. Ang higanteng punong puno ng isda ay nagmumungkahi na ito talaga ang pinakamalamig ang mga lugar sa lupa - hindi ang mga tropikal na - na mga hotbed para sa mga bagong species.

Ang Red Queen ay Nagpapatakbo ng Mas Mabilis Kapag Ito ay Mainit

Ang mga pagsisikap na ipaliwanag ang biological na pagkakaiba-iba ng tropiko ay bahagyang nagpahinga sa ideya ng isang "gradient ng pagkakaiba-iba ng latitude." Karaniwang, nangangahulugan ito na mayroong mainit na lugar para sa paghihiwalay sa ating planeta sa gitna, na sumasakop sa ekwador. Gayunpaman, hindi ito dahil ang tropiko ay isang magandang lugar upang mabuhay.

Ang mga naunang pag-aaral ay nagpapahiwatig na ang mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga parasito, mga mandaragit, at iba pang mga pagbabanta upang mabuhay ay mas malakas sa tropiko, na nagdudulot ng natural na pagpili upang gumana nang dalawang beses nang mas mabilis upang masunod ang lahat ng mga banta na ito, sabi ni Rabosky. Ito naman, ay kung ano ang humantong sa pagkakaiba-iba ng tropikal na isda species na alam namin at mahal. Ang mga biologist, na palaging nagustuhan ang mga haka-haka na pagkakatulad, tulad ng ihambing ang proseso sa isang eksena sa Lewis Carroll Sa pamamagitan ng Hinahanap na Salamin kapag si Alice ay hinamon sa isang lahi laban sa Red Queen:

"Isang mabagal na uri ng bansa!" Sabi ng Queen. "Ngayon, narito, nakikita mo ang lahat ng pagtakbo na maaari mong gawin, upang manatili sa parehong lugar. Kung gusto mong makarating sa iba pang lugar, dapat kang magpatakbo ng hindi bababa sa dalawang beses nang mas mabilis hangga't iyon!"

Mula sa medyo sira-sira na pagkakatulad na ito ay nagmumula sa magaling na karunungan sa biology sa ebolusyon: Ang mabilis na reyna ay tumatakbo nang mas mabilis kapag mainit ito. Iyon ay, hanggang ngayon, dahil ang pananaliksik ni Rabosky ay nirerespeto ang lahat ng ito.

Isang Bagong Modelo para sa Speciation

Pagkatapos ng pagtatayo at pag-aaral ng ebolusyonaryong puno, napagpasyahan ni Rabosky at ng kanyang koponan na, sa nakalipas na milyong taon, ang mga isda na naninirahan sa polar waters ay aktwal na bumubuo ng mga bagong species nang dalawang beses nang mas mabilis kaysa sa mga tropikal na tubig.

Paano napunta ang pangkat na ito upang makahanap ng nakakumbinsi na katibayan na nagkakasalungat sa mga siglo ng teorya ng ebolusyon? Sinimulan nila ang pag-aaral ng magagamit na data ng DNA mula sa paligid ng 5,000 species ng isda, at pagkatapos ay ginamit nila ang iba pang mga pamamaraan ng pagkakalagay upang tantyahin kung saan ang natitirang isda ay dapat magkasya sa puno ng pamilya. Ang pagpapatakbo ng programang pang-istatistikang pagtatasa na tinatawag na BAMM sa "puno ng pamilya" ay kinakalkula kung gaano kabilis ang pagkakaiba ng mga species mula sa isa't isa sa pamamagitan ng paghahambing ng mga pagkakaiba sa kanilang DNA: sa pangkalahatan ay maaaring ipagpalagay na ang mas kaunting DNA ay nakikibahagi sa dalawang species, mas maraming oras ang lumipas mula nang "diverged "Mula sa isang solong species sa dalawang magkakahiwalay na mga.

"Ang punong ito ay mas malaki kaysa sa anumang naunang pag-aaral sa mga isda," sabi ni Rabosky. "Ito ay nagpapahintulot sa amin upang tantyahin ang mga rate na kung saan ang uri ng hayop na may mas higit na katumpakan kaysa sa nakaraang mga pag-aaral." Ang kanyang pagtuklas ng lupa-pagbagsak, gayunpaman, ay may catch: Walang magandang paliwanag para dito pa.

Ang Rabosky at ang kanyang koponan ay hindi pa rin sigurado kung bakit ang rate ng speciation ay mas mabilis sa mga pole. Ipinapalagay niya na maaari itong pigsa sa ideya na ang matigas na mga kondisyon ng polar - tulad ng mga glaciation at permanenteng yelo na takip - ay nag-udyok ng isang serye ng mga mass extinctions na nagbukas ng pinto para sa mga bagong species upang bumuo. Tinatawag niya itong isang "rebound effect".

"Marahil ang pagkalipol ay nagpapalabas ng mga species sa mataas na latitude sa isang mabilis na rate, ngunit ang mga bagong species ay bumubuo upang punan ang mga ekolohiya niches hindi masyadong mahaba matapos na sila ay emptied sa pamamagitan ng pagkalipol," siya nagpapaliwanag.

Mahalaga, kahit na mas ligtas ang mga species sa mga pole kaysa sa mga nasa mas mababang latitude, ang mga tropikal na rehiyon ay mayroon pa ring mas maraming pagkakaiba-iba ng mga species pangkalahatang. Tinatawag ito ni Rabosky na "species richness," na, hanggang ngayon, ay palaging ipinaliwanag sa pamamagitan ng palagay na ang species ay tended na magkaiba sa mas mabilis sa tropiko. Ngayon, natuklasan ni Rabosky ang mga butas nito, ngunit walang matibay na alternatibong paliwanag.

Sa ngayon, mukhang ang pulang reyna ay may kakayahang magpatakbo nang mabilis kahit anong temperatura ito. Sa katunayan, maaaring tumakbo pa siya nang mas mabilis kapag ito ay napakalamig sa labas.