Prawda

Sobota, 15 grudnia 2018 - 21:33

« Poprzedni Następny »


Czy ptaki wyewoluowały większe dzioby, by zjadać duże, inwazyjne ślimaki?


Jerry A. Coyne 2017-12-13


Może być kilka powodów tego, że populacja zwierząt zmienia się z czasem pod względem jakiejś cechy. Na przykład, zwierzęta mogą reagować niegenetycznie na zmiany środowiska, tak jak kotu rośnie zimą dłuższe futro (to dzieje się w jednym pokoleniu, a więc może zajść również, kiedy koty przenoszą się w zimniejszy klimat). Nazywa się to „plastycznością fenotypową”. Nie uważa się takich zmian za ewolucyjne, ponieważ nie ma zmian w częstotliwości różnych postaci genu, a tylko w ekspresji genów spowodowanej środowiskiem. Ewolucja to znaczy zmiana genetyczna na przestrzeni czasu.

Albo też te zmiany mogą odzwierciedlać zmianę genetyczną, a więc autentyczną ewolucję. Widziano to wiele razy – także w przeciągu życia ludzkiego. Najsłynniejszym z tych badań była praca Petera i Rosemary Grant nad wzrostem rozmiarów dzioba zięb z Galapagos, gdzie była susza pod koniec lat 1970., ale są także inne badania (np. przemysłowy melanizm u ćmy krępaka nabrzozaka i wielu innych owadów), zmiany wielkości otworu gębowego u owadów Serinethine (co zbiegło się w czasie z pojawieniem się nowego gatunku inwazyjnej rośliny), opisane w książce Ewolucja jest faktem, i oczywiście wiele wypadków reakcji na wprowadzone przez człowieka zmiany w środowisku: odporność u owadów na DDT i fosforany organiczne, odporność bakterii na antybiotyki, odporność chwastów na środki chwastobójcze i tak dalej.


Wreszcie, może to być interakcja między plastycznością fenotypową a reakcją genetyczną, a więc oba czynniki powodują zmianę w populacji.


Chodzi o to, że jeśli widzimy populację w czasie A, a potem zmienia się ona pod względem jakiejś cechy w czasie B, z różnicą między A i B wynoszącą co najmniej jedno pokolenie, to nie możemy automatycznie założyć, że ta populacja wyewoluowała. Może to być po prostu zmiana cechy spowodowana efektami środowiska na rozwój. Ten błąd nie jest rzadki: kiedyś opublikowano w „Science” artykuł pokazujący, że jaszczurki przeniesione na małe wyspy, na których musiały wspinać się na drzewa, znacznie wydłużyły kończyny w przeciągu paru pokoleń. Artykuł opublikowano w „Science”, ponieważ uznano to za przypadek ewolucji w rzeczywistym czasie, podobnie jak praca pary Grant (ich praca nie podlega wątpliwości). Kiedy czytałem to, zobaczyłem jednak, że nie zrobiono testów, żeby sprawdzić, czy zmiana była genetyczna. I rzeczywiście, nie była: autorzy pokazali później, że można wywołać te same zmiany po prostu przez pozwolenie jaszczurkom na pełzanie wokół sztucznych drzew. Innym przykładem jest dobrze znana różnica wzrostu między Północno- i Południowokoreańczykami (3-8 cm) – z pewnością spowodowana różnicami w odżywianiu, a nie zmianą ewolucyjną od lat 1950! Poprzednie posty Grega i moje w tej sprawie są tutaj i tutaj.


Nowy artykuł w “Nature Ecology & Evolution” Christophera Catteau i in.
(pdf tutaj) informuje o zmianach rozmiaru dzioba, ciała i stępu u ślimakojada czerwonookiego (Rostrhamus socialbilis podgatunek plumbeus) na Florydzie, jaka zaszła po pojawieniu się na tym obszarze większej zdobyczy: ślimaków.  Większe ptaki mogą zjadać większe, inwazyjne ślimaki, więc może zadziałać dobór naturalny, faworyzujący większe ptaki z większymi dziobami, bo będą one zdobywać więcej pożywienia i przypuszczalnie mieć więcej potomstwa. Jest jednak również możliwe, że zmiana (zaobserwowana w 1-1,4 pokolenia) była niegentyczna: nowe źródło żywności mogło spowodować po prostu, że ptaki rosły większe, co czyniło ich ciała większymi, a więc także dzioby i stępy. A zmiana rozmiarów mogła być także spowodowana obydwoma czynnikami.


Autorzy wnioskują, że głównie działała tutaj nie ewolucja, ale plastyczność fenotypowa; jak mówią:

Zwiększenie rozmiarów cech morfologicznych było prawdopodobnie spowodowane plastycznością fenotypową, co opiera się na trzech liniach dowodowych.

Możecie sami przeczytać te dowody; jest to trochę techniczne i tajemnicze dla laików, ale oni mają rację.


Nie doszlibyście jednak do takiego wniosku z artykułu o tej pracy w “New York Times” 



Przede wszystkim, tytuł jest błędny: wcale nie jesteśmy pewni, że ptaki wyewoluowały większe dzioby. W rzeczywistości genetyczna ewolucja była w najlepszym wypadku bardzo niewielka i autorzy pracy piszą, że większość reakcji w postaci zwiększonego rozmiaru dzioba jest wynikiem plastyczności fenotypowej. Dziennikarz, Douglas Quenqua, robi aluzję nie wprost do przyczyny niegenetycznej, ale mówi, że zmiana rozmiarów ciała jest „ewolucyjną sztuczką”, która wyraźnie implikuje „zmianę ewolucyjną”, zamiast reakcji plastycznej. A przecież, kiedy twojemu kotu rośnie dłuższe futro w zimnym okresie niż w ciepłym, to nie dokonuje „ewolucyjnej sztuczki”. Z artykułu Quenqua:

Dr Fletcher j jego koledzy zanalizowali morfologiczne dane, jakie przez 11 lat zbierali o tych ptakach. Ponieważ ślimakojady czerwonookie żyją stosunkowo długo, 8 lat, ten okres przedstawiał mniej niż dwa pokolenia ptaka. Niemniej badacze odkryli, że dziób i ciało znacząco wzrosły (przeciętnie o 8 procent i aż do 12 procent) w latach od inwazji.


Nie jest jasne, jak właściwie ptaki dokonują tej ewolucyjnej sztuczki, ale dobór naturalny wydaje się odgrywać jakąś rolę. Młode ślimakojady czerwonookie z większymi dziobami mają większe szanse przeżycia pierwszego roku niż małe ślimakojady z mniejszymi dziobami, przypuszczalnie dlatego, że ptaki z większymi dziobami sprawniej zjadają inwazyjne ślimaki.  


. . . Młode ptaki, które jadły inwazyjne ślimaki (dwa do pięciu razy większe niż rodzime) rosły także szybciej niż ptaki, które ucztowały na mniejszych ślimakach, co może wyjaśnić ogólny wzrost rozmiarów ciała.


Badacze znaleźli jednak wskazówki także o genetycznym składniku zmiany. Prześledziwszy linie rodowe ptaków odkryli, że rodzice o dużych dziobach mieli potomstwo o dużych dziobach, co ustawiało scenę do zmiany ewolucyjnej na dużą skalę.

Tutaj “New York Times” jest winny nie tylko wyolbrzymienia wniosków badania, ale wprowadzania czytelników w błąd. Quenqua zupełnie nie potrafił pokazać jasnego rozróżnienia między dwiema współdziałającymi przyczynami zmiany.


A teraz kilka słów o samym badaniu. Oto najważniejsze punkty:

  • W 2004 r. duży ślimak Pomacea maculata dostał się do jezior na Florydzie i szybko rozprzestrzenił się w zasięgu ślimakojada czerwonookiego (który odżywia się niemal wyłącznie ślimakami i karmi nimi swoje pisklęta). Ten duży ślimak zastąpił małego rodzimego ślimaka, P. paludosa. Tutaj pokazana jest różnica wielkości:

Z artykułu: Egzotyczny ślimak P. maculate (po prawej) jest nową zwierzyną dla ślimakojadów czerwonookich, ponieważ jest dużo większy od rdzennego ślimaka, P. paludosa (po lewej), co ma wpływ na żerowanie i demografię.
Z artykułu: Egzotyczny ślimak P. maculate (po prawej) jest nową zwierzyną dla ślimakojadów czerwonookich, ponieważ jest dużo większy od rdzennego ślimaka, P. paludosa (po lewej), co ma wpływ na żerowanie i demografię.

 

  • Inwazja większych ślimaków doprowadziła do szybkiego wzrostu populacji ślimakojadów czerwonookich (z 700 do 2000, nadal około połowy apogeum), niemal z pewnością dlatego, że było znacznie więcej pokarmu. Tak więc w tym wypadku inwazja – zazwyczaj uważana przez biologów za niepożądaną – mogła uratować zagrożony gatunek.
  • Młode z większymi dziobami miały większe szanse na przeżycie pierwszego roku (to w zasadzie było badanie jednego pokolenia), a więc był tam rodzaj doboru naturalnego na większe dzioby. Aby jednak ten dobór (zróżnicowane przeżycie) spowodował ewolucję wielkości dzioba, musi istnieć genetyczne zróżnicowanie między osobnikami na wielkość dzioba.  
  • Problem polega na tym, że badanie pokazało bardzo niewielkie genetyczne zróżnicowanie na wielkość dzioba. Oszacowania „odziedziczalności” (proporcji odmian w wielkości dzioba, które miały selekcyjny składnik genetyczny) były dość małe, a w niektórych wypadkach nieodróżnialne od zera.
  • Ponadto te pomiary odziedziczalności opierały się na korelacji między rodzicami i potomstwem pod względem wielkości dzioba. To mogłoby  być zasadne oszacowanie odziedziczalności gdyby nie było czynnika środowiskowego, który powoduje korelację i moglibyśmy założyć, że korelacja odzwierciedla jedynie geny przekazywane potomstwu przez rodziców. Ale czy jest to dobre założenie? Dla wielu gatunków nie jest: na przykład, cechy, które mają wysoką „odziedziczalność” w naszym gatunku to także majątek i religia, ale one nie mają składników genetycznych – korelacja jest środowiskowa, ponieważ rodzice dają swoją religię i forsę swoim dzieciom. A co ze ślimakojadami? Moim zdaniem tutaj także jest możliwość korelacji środowiskowej. Jeśli dorosłym ślimakojadom z dużymi dziobami udaje się zjeść więcej inwazyjnych ślimaków, a więc dawać swoim pisklętom więcej pokarmu, pisklęta mogą urosnąć większe z powodu lepszego odżywiania, a nie a powodu (lub nie tylko z powodu) swoich genów. To prowadziłoby do pozornej korelacji genetycznej między rodzicami i potomstwem, przeceniając genetyczny składnik zmiany cechy – a w ten sposób skłonności do reagowania na dobór.  
  • Potomstwo istotnie było większe pod względem rozmiarów ciała, dzioba i stępy, a rozmiar dzioba stał się jeszcze większy nawet po wzięciu pod uwagę rozmiaru ciała. Wyraźnie wiec nastąpiła tu zmiana między pokoleniami.

Autorzy, jak zanotowałem, podkreślali składnik środowiskowy w powiększeniu się rozmiarów ślimakojadów w ciągu jednego pokolenia, minimalizując genetykę z powodu danych o odziedziczalności. Oto drugi cytat z artykułu (moje podkreślenie):


Równanie hodowlane i wartości hodowlane są często używane do wykrywania zmiany ewolucyjnej. Przez porównanie tych metod z zaobserwowanymi zmianami fenotypowymi stwierdziliśmy, że plastyczność fenotypowa, nie zaś ewolucja, jest prawdopodobnie obecnie odpowiedzialna za większość zmian morfologicznych u ślimakojada czerwonookiego.


Nie możemy wykluczyć, że pewne zmiany w wielkości dzioba, stępy i ciała były genetyczne, a więc, że była to prawdziwa zmiana ewolucyjna na przestrzeni pokolenia, ale w najlepszym wypadku ta zmiana była błaha w porównaniu do zmiany spowodowanej plastycznością. Autorzy są znacznie bardziej ostrożni w swojej pracy niż Douglas Quenqua w artykule w gazecie. Nie jestem pewien, czy Quenqua ma jakieś wykształcenie biologiczne (jego profil w LinkedIn pokazuje licencjat z Adelphi University), ale to nie ma znaczenia. Do napisania tego artykułu potrzebował zrozumienia biologii ewolucyjnej, a to można zrobić bez doktoratu w tej dziedzinie. Nie przekazał też głównego odkrycia tej pracy: hegemonii (w tym wypadku) plastyczności w stosunku do zmiany genetycznej w ważnej zmianie cechy. W rzeczywistości, nie tylko nie przekazał tego – zrozumiał i przekazał odwrotność.


Autor tego artykułu w “New York Times” powinien przyswoić sobie lekcję, którą przedstawiłem dużymi literami w 2011 r.:


Pozostawiam was z napomnieniem dla ekologów:  NIE ZAKŁADAJCIE, ŻE RÓŻNICE CECHY W OBECNYCH POPULACJACH LUB MIĘDZY POPULACJAMI W RÓŻNYCH CZASACH ODZWIERCIEDLAJĄ ZMIANĘ EWOLUCYJNĄ, JEŚLI NIE MACIE DOWODÓW, ŻE TE RÓŻNICE OPIERAJĄ SIĘ NA RÓŻNICACH W GENACH.


h/t: Diana MacPherson, Greg Mayer

__________

Cattau, C. E., R. J. Fletcher Jr, R. T. Kimball, C. W. Miller, and W. M. Kitchens. 2017. Rapid morphological change of a top predator with the invasion of a novel prey. Nature Ecology & Evolution. Published online 27 November 2017; doi:10.1038/s41559-017-0378-1 (pdf here).


Did birds evolve larger beaks to eat larger invasive snails? The NYT gets it wrong

Why Evolution Is True, 30 listopada 2017

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska

 

 



Jerry A. Coyne


Profesor (emeritus) na wydziale ekologii i ewolucji University of Chicago, jego książka "Why Evolution is True" (Polskie wydanie: "Ewolucja jest faktem", Prószyński i Ska, 2009r.) została przełożona na kilkanaście języków, a przez Richarda Dawkinsa jest oceniana jako najlepsza książka o ewolucji.  Jerry Coyne jest jednym z najlepszych na świecie specjalistów od specjacji, rozdzielania się gatunków.  Jest wielkim miłośnikiem kotów i osobistym przyjacielem redaktor naczelnej.


Skomentuj     Wyślij artykuł do znajomego:     Wydrukuj






Nauka

Znalezionych 880 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Aktywność umysłowa nie zapobiega osłabieniu umysłowej sprawności   Novella   2018-12-15
Musi się potępić akademicki mobbing uczonego     2018-12-14
Dlaczego sądy nie powinny rozstrzygać o nauce     2018-12-13
Dziennikarze  nie rozumieją nowego raportu USA o klimacie   Lomborg   2018-12-12
Kilka myśli o altruizmie   Coyne   2018-12-10
Nauka nie jest twoim wrogiem   Pinker   2018-12-08
Czy poparcie przez celebrytę może skłonić ludzi do zaakceptowania ewolucji?   Coyne   2018-12-07
Dominujący indyk i jego popisy   Lyon   2018-12-04
Dlaczego kocie języki są kolczaste?   Coyne   2018-12-01
Hiszpania dąży do zakazania alternatywnej medycyny   Novella   2018-11-30
Inżyneria fotosyntezy i jej przeciwnicy   Novella   2018-11-27
Mój list do Darwina   Coyne   2018-11-26
Zapuszczenie   Łopatniuk   2018-11-24
Nowa praca potwierdza sześć podgatunków tygrysa   Coyne   2018-11-21
Nawigacja może być fundamentalna dla myślenia   Novella   2018-11-20
Zrezygnowanie z hamburgerów nie uratuje planety   Lomborg   2018-11-16
Echinacea nie działa na przeziębienie   Novella   2018-11-15
Laserowe skanowanie Archeopteryxa   Novella   2018-11-10
Apoptoza całego ciała   Dennett   2018-11-09
Głębota i polityka pseudogłębi   Hughes   2018-11-08
Niewydolność wątroby spowodowana ekstraktem z zielonej herbaty   Novella   2018-11-06
Skąd wiemy, że niemal wszyscy neandertalczycy byli praworęczni?   Coyne   2018-11-05
Co nam daje psychologia ewolucyjna?   Flock   2018-11-01
Problemy z organiczną żywnością i badaniem raka   Novella   2018-10-31
Geny, które wpływają na ludzką inteligencję i osobowość   Ridley   2018-10-30
Dławiący problem   Łopatniuk   2018-10-27
Niepoprawna ludzkość znowu poprawiona   Koraszewski   2018-10-26
Neandertalskie kości w Chorwacji   Coyne   2018-10-25
Światowa Organizacja Zdrowia udziela poparcia szarlatanerii   Novella   2018-10-24
Socjologia. Uwagi o nauce zaangażowanej   Koraszewski   2018-10-22
Daj ać ja pobruszę …   Łukaszewski   2018-10-20
Opieka zdrowotna neandertalczyków   Novella   2018-10-17
Łez kamienie   Łopatniuk   2018-10-13
Akademicki skandal: troje badaczy umyślnie publikowało fałszywe artykuły o „badaniach żałości”, by pokazać fatalne standardy akademickie w naukach społecznych   Coyne   2018-10-12
Skuteczny kontra patologiczny altruizm   Anomaly   2018-10-10
Czas powiedzieć stop pseudonauce o GMO   Novella   2018-10-02
Trochę inny rak wątroby   Łopatniuk   2018-09-29
Najwcześniejsze znane zwierzę?   Coyne   2018-09-27
Organiczne rolnictwo nie jest najlepsze   Novella   2018-09-24
Ateista z chwilową luką w pamięci i w szoku niewolnictwa   Dawkins   2018-09-21
Stereotypy są często szkodliwe a zarazem poprawne   Shpancer   2018-09-21
Atak “doktorostwa Wolfson” na rodziców chłopca, który zmarł na koklusz     2018-09-20
Probiotyki – to skomplikowane   Novella   2018-09-13
Przesądy i złudzenie kontroli   Novella   2018-09-11
Antyszczepionkowcy - pielęgniarka lub lekarz nie powinni opiekować się dziećmi     2018-09-10
Francuski uniwersytet wyrzuca homeopatię   Novella   2018-09-08
Plastry uśmierzające ból z Luminas: gdzie słowa „kwantum” i „energia” w rzeczywistości znaczą „magia”     2018-09-07
Odkryto nowy rodzaj neuronów u ludzi   Novella   2018-09-06
Epigenetyka: powrót Lamarcka? Nie tak szybko!   Coyne   2018-09-05
Przejściowe formy przodków żółwia   Novella   2018-09-03
Recenzja nowej książki Davida Quammena o drzewach ewolucyjnych (i porównanie z innymi recenzjami)   Coyne   2018-09-01
Dlaczego jedne sowy mają kępki piór na uszach, a inne nie?   Lyon   2018-08-30
Psychoaktywny lek i doświadczenie śmierci   Novella   2018-08-29
Samce koników morskich, które są ciężarne, redukują inwestycję w potomstwo, jeśli widzą seksowną samicę   Coyne   2018-08-28
Uderzające podobieństwo: rewolucyjne wyniki badań nad bliźniętami   Dynesen   2018-08-27
Ale tego wija lepiej zostaw w spokoju   Łopatniuk   2018-08-24
Ile jest ziemi nadającej się pod uprawę?   Novella   2018-08-22
Więcej o szarlatanerii komórek macierzystych   Novella   2018-08-18
Kontrolowane próby szczepionek   Novella   2018-08-15
Ogniska odry w Brooklynie w 2013 r.: Badanie kosztów antyszczepionkowej pseudonauki     2018-08-14
Uprzednie doświadczenie wpływa na to, co widzimy   Novella   2018-08-11
Efekt Krugera-Dunninga, antyszczepionkowcy i arogancja ignorancji     2018-08-09
Nowe zastosowania zużytych filtrów do dializy   Blum   2018-08-07
Puszczyk mszarny   Lyon   2018-08-06
Oprzeć się wiatrom - dobór naturalny, huragany i jaszczurki   Mayer   2018-08-04
Unia Europejska odrzuciła uprawy z edytowanym genomem   Ridley   2018-08-03
Spojrzenie na ruch anty-GMO   Novella   2018-08-02
Tajemne życie morskich ptaków   Ridley   2018-08-01
Więcej dowodów przeciwko „epigenetycznie” dziedziczonym i środowiskowo wprowadzonym zmianom w DNA   Coyne   2018-07-31
Usterka w Matriksie   Novella   2018-07-27
Czy współczesny Homo sapiens wyewoluował w różnych częściach Afryki?   Coyne   2018-07-24
Pandemie, szczepienia, i kuracja mleczna profesora Jastrebowa   Turski   2018-07-21
Sóweczka dwuplamista   Lyon   2018-07-20
Lucyfer, którego wymyślił Zimbardo. O konsekwencjach stanfordzkiego eksperymentu więziennego i skandalu, którego stał się obiektem   Witkowski   2018-07-19
Nie kłacz, gdy kaszlesz   Łopatniuk   2018-07-14
Kwantowe bzdury w parapsychologii   Novella   2018-07-12
Pełzająca percepcja problemów   Novella   2018-07-10
Ale czy mogą cierpieć?   Dawkins   2018-07-07
Wronia inteligencja   Novella   2018-07-06
Gąsienica naśladuje pazurnicę   Coyne   2018-07-05
O mózgach męskich i żeńskich   Novella   2018-07-03
Czy hieny rozbijają ludzki patriarchat?   Coyne   2018-06-30
Mikrobiom jelitowy i stany lękowe   Novella   2018-06-28
Ukośniki przędą spadochrony z nici pajęczej i odlatują po sprawdzeniu wiatru odnóżami   Coyne   2018-06-26
To może być toczeń, czyli o wilku, który pożarł serce   Łopatniuk   2018-06-23
Kreacjonizm i nagonka na Coyne’a w „Daily Caller”   Coyne   2018-06-22
Kłamstwa anty-GMO   Novella   2018-06-20
Protezy kończyn - kolejny postęp   Novella   2018-06-16
Dziwne zawiłości procesu dziedziczenia   Coyne   2018-06-13
Homeopatia, wibracje i oszustwo     2018-06-12
Wyników Séraliniego nie daje się powtórzyć   Novella   2018-06-11
Helen Lawson i czarna maść: wycinanie, wypalanie i zatruwanie w sposób „naturalny”     2018-06-09
Patyczaki mogą rozprzestrzeniać się jak nasiona roślin: w ptasich odchodach   Coyne   2018-06-08
Czy teoria doboru naturalnego Darwina zmieniła nasz pogląd na miejsce ludzkości   Dennett   2018-06-07
Kosmici-głowonogi i panspermia   Novella   2018-06-05
Marność dowodów na przekazywanie wprowadzonych środowiskowo, „epigenetycznych” zmian w DNA kolejnym pokoleniom u ludzi   Coyne   2018-06-04
Homeopatyczne nosodes   Novella   2018-05-31
Fałszywa dychotomia i negacja nauki   Novella   2018-05-28
Nicień w oku bliźniego   Łopatniuk   2018-05-26
Budzenie zmarłych   Novella   2018-05-21

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

Einstein



Socjologia



Allah stworzyl



Uprzednie doświadczenie



Żydowski exodus



PRL Chrystusem narodów



Odrastające głowy hydry nazizmu



Homeopatia, wibracje i oszustwo


Żołnierz IDF



Prawo powrotu



Mózg i kodowanie predyktywne



Nocna rozmowa



WSzyscy wiedza



Nieustający marsz



Oświecenie Pinker



Alternatywna medycyna zabija



Kobiety ofiarami



Prometeusz



modyfikowana pszenica



Arabowie



Roboty będą uprawiać ziemię



Sumienie, czyli moralność bez smyczy



Skomplikowana ewolucja



Argument neuroróżnorodności



Nowe badanie pamięci długotrwałej



Ściganie bluźnierstwa



Ryby jaskiniowe



Autyzm



Od niepamiętnych czasów



Tunezyjczycy przeciw złemu prawu



Drugie prawo termodynamiki



Pochwała ignorancj



Mistyfikacja Sokala



Intronizacja Chrystusa


Listy z naszego sadu
Redaktor naczelny:   Hili
Webmaster:   Andrzej Koraszewski
Współpracownicy:   Jacek, , Malgorzata, Andrzej, Marcin, Henryk