Adaptabilní ještěři ilustrují klíčový vývojový proces navržený před stoletím

Sony Mobile CZ slibuje adaptabilní úložiště pro XPERIA M4 Aqua (Smět 2019).

Anonim

Barevné ještěrky ve většině pouště Mojave mají hnědé a hnědé znaky, které dobře splynou s jejich pouštním prostředím. Na průlivu Pisgah Lava Flow však najdeme velmi odlišnou populaci bradavičnatých ještěrek, které jsou černé jako skály, na kterých žijí.

Jak zvířata napadají nové prostředí odlišná od prostředí, pro které je evoluce vybavila jemně laděnými úpravami? Světlé barvy ještěrka na lávovém toku by měly být pro dravce snadné vychystávání, tak jak přežily dostatečně dlouho, aby vznikly tmavší zbarvení?

Jedno vysvětlení bylo, že mnoho vlastností zvířete není pevně stanoveno, ale během svého života se může změnit. Tato "fenotypová plasticita" umožňuje jednotlivým zvířatům změnit svůj vzhled nebo chování natolik, aby přežili v novém prostředí. Nakonec nové adaptace podporující přežití vznikají v populaci prostřednictvím genetických změn a přirozeného výběru, které působí na populaci po celé generace. Toto je známé jako "efekt Baldwin" po psychologovi Jamesovi Markovi Baldwinovi, který představil tuto myšlenku v dokumentu, který byl publikován v roce 1896.

Vědci, kteří studují bradavice na Pisgah Lava Flow, nyní zdokumentovali tento proces v pečlivě vyspělých detailech. Ukázaly, jak mohou jednotlivé ještěrky změnit barvu v novém prostředí, aby se na lávu staly temnějšími; identifikovali geny, které regulují zbarvení a které se liší mezi populacemi na lávě a mimo ni; a zjistili, že genetické změny v populaci přizpůsobené toku láva způsobují, že ty ještěrky jsou tmavší než ostatní. Jejich závěry, publikované 6. září v Aktuální biologii, mohou být nejpodrobnějším příkladem efektu Baldwin, který se vyskytuje v divoké populaci.

"Je to starý a mocný nápad, a nyní máme genetické důkazy o tom, jak se to děje ve volné přírodě, " uvedl spoluautor Barry Sinervo, profesor ekologie a evoluční biologie na UC Santa Cruz.

Sinervo už více než 30 let studuje v Kalifornii ještěrky. První autor Ammon Corl, který získal titul Ph.D. v Sinervově laboratoři, je nyní v Muzeu obratlovců zoologie UC Berkeley. Corl řekl, že se poprvé dozvěděl o populaci ještěrka Pisgah z nepublikované Ph.D. diplomová práce Claudia Luke, nyní na Sonoma State University.

"Claudia přišla na to, jak umělá je jejich zbarvení, a testoval jsem na genetické změny, které ovlivnily zbarvení v populaci Pisga, " řekl Corl. "Baldwin předpovídal, že plasticita dovoluje organismům kolonizovat nové prostředí a rozvíjí nové adaptace prostřednictvím přirozeného výběru. Až dosud jsme postrádali genetické nástroje, které by ukázaly, že se to děje v terénu."

Když se vědci pohybují z jednoho pozadí do druhého (např. Z písku na lávový kámen), začínají se během jednoho týdne objevovat změny barvy a postupné změny barvení pokračují měsíce poté. "Vypadá to, že tam je pomalé, postupné vytváření tmavého melaninového pigmentu, " řekl Corl.

Populace ještěrku na toku lávy i mimo ni mají tuto plasticitu, která jim umožňuje změnit barvu při přesunu do nového prostředí. Ale obě populace mají také dědičné rozdíly v pigmentaci. Genetická analýza odhalila rozdíly mezi oběma populacemi ve dvou genech, které se podílely na regulaci produkce melaninu.

Vědci rozmnožovali ještěrky z obou populací, zvedli potomstvo ve společném prostředí a měřili zbarvení potomků. Tyto experimenty ukázaly, že variace genů souvisejících s melaninem korelují s temnotou kožichů ještěrek.

Genetické vzorkování bradaviček obklopujících proud lávy ukázalo, že genové varianty nalezené v populaci lávy jsou omezeny na tuto populaci, což naznačuje, že varianty vznikly prostřednictvím mutací, které se vyskytovaly v ještěrech žijících na lávové bázi a rozšířili se v této populaci. Demografické modelové studie naznačily, že nové mutace vznikly tisíce let po výskytu lávové tekutiny, asi před 22 000 lety.

"Studujeme ještěrky s bočními okraji, a to i při jiném toku láva, a tyto genetické varianty se nacházejí pouze u Pisgahu, takže víme, že tam, kde vznikly, " řekl Sinervo. "Jedná se o geny, které řídí zbarvení tím, že ovládají výrobní dráhu melaninu, ale složitým způsobem. Pizga ještěři mají nejlepší barvu lávy jakékoliv populace, přesto se mohou vrátit zpět k písku a zápasit s úplně jiným Pozadí."

Rozsah zbarvení možný pro jednotlivé ještěrky je pozoruhodný. "V některých ohledech je úžasné, že přirozený výběr stále působí za přítomnosti tolika plastičnosti. Stačí jen trochu nesoulad a to může znamenat rozdíl mezi životem a smrtí, " řekl Corl. "V populaci se stále vyskytují rozdíly, a tak jsme v procesu jednání s těmito geny chytili přirozenou selekci. Teď dokážeme provádět další terénní a laboratorní studie zaměřené na lepší pochopení toho, jak jsou vývojem plastických rysů utvářeny."

menu
menu