Salah satu proses evolusi utama - pemilihan semula jadi - sedang berlangsung tepat di depan mata kita. Selama setengah abad yang lalu, serangga yang tidak takut dengan racun perosak, tikus yang tidak sensitif terhadap racun, dan bakteria yang tahan terhadap antibiotik telah muncul di Bumi. Siapa dan bagaimana menyesuaikan diri dengan keadaan buruk.
Penyelamat taufan
Pada musim panas 2017, sekumpulan saintis dari Universiti Harvard memerhatikan populasi kadal kecil, Anolis scriptus, yang tinggal di Kepulauan Turks dan Caicos di Hindia Barat. Empat hari selepas ekspedisi berakhir, ribut taufan Irma dan Maria melanda Nusantara. Enam minggu kemudian, ahli biologi kembali ke sana untuk mengumpulkan kembali data.
Ternyata setelah bencana alam, kadal berubah dengan ketara - jari kaki yang masih hidup rata-rata lebih panjang, lengan depan lebih besar, badan lebih pendek, dan tulang paha lebih kecil. Para saintis menyatakan bahawa tanda-tanda ini membantu reptilia bertahan dari taufan, dan sekarang mereka akan mendapat pijakan pada generasi berikutnya dari scriptus Anolis yang tinggal di pulau-pulau.
Selepas taufan Irma dan & quot; Maria & quot; pada tahun 2017, penampilan kadal Anolis scriptus, yang tinggal di pulau-pulau di Hindia Barat, telah berubah - Pada haiwan yang masih hidup, jari kaki di kaki rata-rata lebih lama, lengan depan lebih besar, panjang badan lebih pendek / Rian Castillo / Anolis scriptus femelle.
Evolusi buatan
Video promosi:
Oleh itu, terima kasih kepada unsur-unsur yang mengamuk, para penyelidik buat pertama kalinya memerhatikan pemilihan semula jadi secara semula jadi. Sebelum ini, proses penyesuaian organisma hidup terhadap perubahan keadaan persekitaran dan spesiasi disimulasikan secara buatan di makmal.
Selalunya, bakteria menjadi objek kajian - mereka membiak dengan cepat, dan genomnya berukuran kecil, yang memungkinkan masa yang agak singkat untuk mengkaji proses yang memerlukan ribuan tahun dalam organisma yang lebih kompleks. Eksperimen yang paling terkenal, yang bermula pada tahun 1988 dan berterusan hingga hari ini, dilakukan oleh sekumpulan saintis dari University of Michigan, yang diketuai oleh ahli biologi evolusi Richard Lensky.
Pada bulan Februari 1988, para penyelidik mencipta dua belas populasi dari satu strain Escherichia coli (E. coli) dan meletakkannya di persekitaran buatan di mana glukosa adalah satu-satunya sumber makanan. Selain itu, sitrat terdapat dalam larutan, tetapi E. coli tidak dapat memakannya.
Dua belas populasi bakteria E. coli yang telah diperhatikan oleh saintis selama 30 tahun. Foto: Brian Baer dan Neerja Hajela.
Selama tiga puluh tahun (lebih daripada 68 ribu generasi E. coli telah berubah) bakteria di semua populasi telah berkembang dan telah belajar menyerap nutrien dengan lebih berkesan, termasuk sitrat. Mutasi yang memungkinkan E. coli untuk menyesuaikan diri dengan persekitaran mereka berbeza pada semua populasi, tetapi ia berlaku pada gen yang sama - setiap komuniti bakteria berusaha mencari jalannya sendiri dalam evolusi.
Gigi lebih kuat, kepala lebih besar
Kadang kala organisma kompleks menyesuaikan diri dengan keadaan persekitaran bukan selama ribuan tahun, tetapi jauh lebih cepat. Sebagai contoh, kadal dinding Podarcis sicula, yang tinggal di salah satu pulau di Laut Adriatik, telah mengubah ukuran, bentuk kepala dan struktur saluran pencernaan hanya dalam 36 tahun, walaupun secara genetik mereka masih tidak dapat dibezakan dari saudara yang tinggal di tempat lain.
Pada tahun 1971, para penyelidik mengangkut lima pasang orang dewasa Podarcis sicula dari Pulau Pod Kopiste ke Pod Markaru yang berdekatan. Keadaan di tempat baru itu menyerupai habitat biasa, tetapi praktisnya tidak ada pemangsa darat, dan setelah tiga puluh tahun reptilia yang telah menyebar ke seluruh pulau berbeda dari kerabat mereka di Pod Kopist.
Kadal dinding (Podarcis siculus), ketika berpindah ke pulau Pod Markaru, berubah bentuk: menjadi lebih besar, anggota belakangnya dipendekkan, dan injap ileocecal Kurt W. Becker / Lucertola campestre a caccia muncul di saluran gastrointestinal.
Biawak peneroka bertambah besar, mulai berjalan lebih perlahan (anggota belakang mereka dipendekkan), kepalanya kelihatan lebih besar, dan giginya lebih kuat, kerana pada Pod Markaru mereka harus makan terutama pada tanaman yang keras dan berserat, dan bukan serangga, seperti sebelumnya. Kerana perubahan dalam diet haiwan, struktur baru juga muncul di saluran gastrointestinal - injap ileocecal, yang membentuk sejenis ruang fermentasi di usus, di mana mikroba memecah potongan makanan tumbuhan yang sukar dicerna.
Kehidupan pulau menjadikan anda lebih pintar
Secara umum, binatang pulau, secara umum, lebih menarik minat para saintis daripada sepupu daratan mereka - di pulau, evolusi lebih cepat. Haiwan besar, sekali dalam pengasingan, menjadi lebih kecil, binatang kecil, sebaliknya, menjadi besar, dan kadang-kadang dalam waktu yang sangat singkat.
Kehidupan di pulau-pulau kadang-kadang memberikan kelebihan yang tidak dijangka. Seperti yang diketahui oleh kumpulan saintis antarabangsa, setelah menganalisis data mengenai ukuran otak sebelas setengah ribu burung yang tergolong dalam spesies 1931, otak burung pulau lebih besar daripada kerabat benua, dan ini adalah hasil evolusi.
The New Caledonian Raven membuat "mata wang" untuk mesin layan diri. Foto: Jelbert et al. / Laporan Ilmiah 2018.
Keadaan hidup di pulau-pulau kurang dapat diramalkan, dan jika keadaan bertambah buruk, lebih sukar untuk berpindah ke tempat lain daripada di benua. Oleh itu, otak besar yang mampu melakukan tingkah laku adaptif yang lebih kompleks adalah kelebihan evolusi. Penemuan ini menyokong pengamatan gagak Kaledonia Baru (Corvus moneduloides), yang dapat menggunakan alat dan mencipta kembali dari ingatan, dan sirip pohon pelatuk (Camarhynchus pallidus), yang dapat menggunakan alat dan bahkan memprosesnya.
Tikus yang tidak boleh diracun
Keadaan hidup yang tidak baik memaksa haiwan benua berkembang dengan cepat. Ini berlaku dengan tikus rumah biasa. Sejak tahun 1950-an, mereka diracun dengan racun warfarin - beberapa individu yang tahan terhadap racun perosak ini telah dijumpai pada tahun 1964, dan pada tahun 2011 saintis menggambarkan populasi tikus rumah (Mus musculus domestus), yang mana warfarin sama sekali tidak berfungsi.
Penyesuaian cepat seperti itu (60-70 tahun tidak sama dengan standard evolusi) disebabkan oleh pembiakan tikus ini yang sangat cepat. Seperti yang ditunjukkan oleh penyelidik Jerman, penentangan terhadap racun adalah hasil mutasi pada gen vkorc1, yang terdapat di genom semua mamalia dan bertanggung jawab atas kerja vitamin K.
Percubaan berterusan seseorang untuk menghancurkan perosak dan parasit tertentu, sebagai peraturan, berjalan ke samping. Ini adalah keinginan untuk mengalahkan jangkitan mematikan yang menyebabkan munculnya superbug tahan antibiotik, dan keinginan untuk melindungi tanaman dari serangga menyebabkan penyebaran haiwan tahan racun perosak. Selama setengah abad yang lalu, lebih daripada dua setengah kes penyesuaian serangga perosak ke pelbagai racun telah direkodkan.
Alfiya Enikeeva
