Prawda

Środa, 13 grudnia 2017 - 16:06

« Poprzedni Następny »


Ewolucja w kolorze: od krępaka nabrzozaka do patyczaka


Carl Zimmer 2016-12-09


Kolor zwierzęcia może zdecydować o tym, czy będzie żyło, czy zginie. Jeśli drapieżnikom łatwo go dostrzec, może stać się posiłkiem. Schowane w tle może umykać swoim wrogom przez kolejny dzień.

Barwy zwierzęcia określają częściowo geny, jakie otrzymało od rodziców. Znaczy to, że geny, które ukrywają zwierzęta, mogą szerzyć się dzięki doborowi naturalnemu, prowadząc do ewolucji wyśmienitego kamuflażu. Nie znaczy to jednak, że królestwo zwierząt ustaliło na dobre doskonałą paletę barw. Można znaleźć niedostosowane osobniki. Po upływie pokoleń, całe populacje mogą zmieniać się z niedostosowanych w dobrze dostosowane.

Biała postać krępaka nabrzozaka. Via Wikipedia

Biała postać krępaka nabrzozaka. Via Wikipedia




Melaninowa postać krępaka nabrzozaka. Via Wikipedia
Melaninowa postać krępaka nabrzozaka. Via Wikipedia

Najsłynniejszy przykład niedobranych kolorów  pojawił się w latach 1950. Dym węglowy przyciemnił drzewa Anglii, a więc jasne krępaki nabrzozaki, które kiedyś zlewały się z tłem jasnej kory, były teraz wyraźnie widoczne na ciemnym tle. Ciemna postać krępaka, kiedyś rzadka, stała się powszechna. Badacze podejrzewali, że powodem był dobór naturalny i sprawdzali tę tezę przez umieszczanie na drzewach jasnych i ciemnych modeli. Tak jak przewidywano, ptaki szybko atakowały niedostosowane modele.


Zdjęcia z tych eksperymentów weszły na stałe do podręczników. Powstały jednak wątpliwości co do badań. Na przykład, rzeczywiste krępaki nabrzozaki nie siedzą na drzewach z rozpostartymi skrzydłami. Kreacjoniści nazywali całe zjawisko oszustwem i powodem kwestionowania samej ewolucji.  


Spadek liczebności ciemnych krępaków nabrzozaków wokół Leeds w Anglii. Z Thompson, “Relentless Evolution”
Spadek liczebności ciemnych krępaków nabrzozaków wokół Leeds w Anglii. Z Thompson, “Relentless Evolution”

Dowody na rzecz doboru naturalnego wśród krępaków nabrzozaków nadal jednak gromadziły się. Wielka Brytania i inne kraje oczyściły powietrze pod koniec XX wieku i drzewa znowu zrobiły się jasne. Teraz równowaga doboru naturalnego zmieniła się: czarny kolor stał się obciążeniem. I, jak można się było spodziewać, ciemne ćmy znowu stały się rzadkie.


Żeby zobaczyć czy odpowiedzialne za ich zniknięcie były drapieżniki, biolog Michael Majerus rozpoczął olbrzymie badanie w 2001 r. Zmarł zanim mógł opublikować wyniki eksperymentu; zostały opublikowane w Biology Letters dopiero w 2012 r., dokończone przez jego kolegów naukowców.


Majerus wypuścił 4864 ciem, jedne ciemne, inne jasne, i obserwował, jak lądowały na drzewach i jakie było prawdopodobieństwo, że uda im się uniknąć zjedzenia przez ptaki. Odkrył, że codziennie ciemne ćmy miały o dziewięć procent mniejsze prawdopodobieństwo przeżycia. Ponieważ ćmy żyją zaledwie kilka dni, ta różnica wystarczyła, by szybko z powszechnych stały się rzadkie, jeśli nie pasowały do tła.


Historia krępaków nabrzozaków jest uderzająca, ale taka jest także historia cywilizacji. Kiedy rozwijamy różne sposoby produkowania energii – najpierw brudne, potem czyste – zmieniamy środowisko, w którym ewoluują zwierzęta. Ich barwy szły śladem naszej historii. Ale historia krępaków nabrzozaków pozostawia nas z problemem ewolucji kolorów w świecie naturalnym, poza ciemnymi Młynami Szatańskimi.


O tysiące kilometrów od angielskich krępaków nabrzozaków gatunek owadów patyczaków o nazwie Timema cristinae żyje na wzgórzach południowej Kalifornii. Nowe badanie pokazuje, że one także odczuwają naciski ewolucji na swój kolor. W rzeczywistości ewolucja koloru jest tak potężna, że wpływa nie tylko na patyczaki. Wpływa na różnorodność całego ich ekosystemu.


Nowe badanie, przeprowadzone przez Patrika Nosila z University of Sheffield i jego kolegów, miało miejsce na wzgórzach koło Santa Barbara. Kiedy naukowcy przeszukali krzaki na tych wzgórzach, znaleźli Timema cristinae z wzorami w dwóch kolorach. Jedne były całkiem zielone, podczas gdy drugie miały białe paski wzdłuż ciał. Zależnie od badanego krzaka znajdowali większość zielonych owadów, większość w paski lub mieszankę obu.


Patyczaki z paskami (A) znajduje się często na krzakach o wąskich liściach. Solidnie zielone znajduje się często na krzakach z szerokimi liśćmi. Z Farkas et al 2013, Current Biology. Ilustracja: Rosa Ribas
Patyczaki z paskami (A) znajduje się często na krzakach o wąskich liściach. Solidnie zielone znajduje się często na krzakach z szerokimi liśćmi. Z Farkas et al 2013, Current Biology. Ilustracja: Rosa Ribas

Nie jest niespodzianką, że mogą znaleźć mieszankę owadów. Patyczaki nie mają skrzydeł, więc żyją na ogół na jednym krzaku przez całe życie. Kiedy jednak wyłania się nowe pokolenie patyczaków, niektóre owady mogą przejść na inny krzak.


Dlaczego jednak dwie takie różne postaci tego samego gatunku? Ekolog Cristina Sandoval pierwsza zrozumiała, że odpowiedź jest związana z krzakami, na których żyją patyczaki. Każdy z tych dwóch wzorów może wykonywać dobrą robotę chronienia patyczaka przed ptakami – pod warunkiem, że żyje on na właściwym krzaku.  


Jeden gatunek krzaków, na których żyją te owady, ma grube, zielone liście. Całkowicie zielony patyczak stapia się z listowiem. Inny gatunek krzaków ma liście przypominające igły. Biały pasek na patyczakach dzieli go na zielone paski, co bardzie przypomina cienkie liście.


Patyczak z paskami chowa się wśród cienkich liści. Zdjęcie: Mortiz Muschick
Patyczak z paskami chowa się wśród cienkich liści. Zdjęcie: Mortiz Muschick

Jeśli patyczaki dostają się na niewłaściwy krzak, tracą swój kamuflaż. Na tle cienkich liści solidnie zielone owady są łatwo widoczne. Na dużych liściach białe paski innych patyczaków wyglądają nie na miejscu.


Nosil z kolegami badali, jak te różne rodzaje kamuflażu działają na wzgórzach Kalifornii. Mapa owadów i krzaków popiera to. W miejscach, gdzie jest dużo krzaków o grubych liściach, patyczaki są na ogół całe zielone. W miejscach, gdzie dominują wąskie liście, większość owadów ma białe paski. Jeśli jednak krzak o grubych liściach otoczony jest krzakami o cienkich liściach, będzie miał wiele niedostosowanych owadów. To jest wzór, jakiego można oczekiwać z kombinacji napędzanego przez ptaki doboru naturalnego i owadów przenoszących się na sąsiednie krzaki.


Dla porządnego sprawdzenia tej tezy Nosil, jego student Tim Farkas i ich koledzy zbadali 186 krzaków na wzgórzach kalifornijskich. Schwytali wszystkie patyczaki na krzakach, żeby policzyć populacje. Odkryli, że kiedy owady były dobrze dostosowane do krzaka, było ich bardzo dużo. Kiedy były źle dostosowane, populacja była znacznie mniejsza. To miało sens, jeśli ptaki łapią owady, które łatwo dostrzec na krzaku.


Następnie Nosil z kolegami zmienili populację patyczaków na każdym krzaku. Do niektórych dodali 200 dobrze dostosowanych owadów. Do innych dodali 200 niedostosowanych. Poczekali przez miesiąc – w którym to czasie owady żerowały na krzaku, a ptaki żerowały na owadach – i wrócili, żeby zobaczyć, jak wygląda sytuacja.


Na krzakach z niedostosowanymi owadami populacje liczyły połowę tego, co Nosil znalazł na krzakach z dobrze dostosowanymi owadami. Prawdopodobnie ptaki ucztowały na łatwo dostrzegalnych patyczakach.


Efekty jednak nie zatrzymały się na tym. Rozeszły się falą na inne gatunki. Nosil z kolegami liczyli nie tylko patyczaki na krzakach – podliczyli także gąsienice, pająki i inne bezkręgowce. I odkryli dużą zmianę także w ich liczebności. Na krzakach z źle dostosowanymi patyczakami, inne gatunki także zmniejszyły się o połowę.


Nie tylko liczebność zmniejszyła się dla wszystkich gatunków, ale niektóre gatunki całkowicie zniknęły z krzaków. Z drugiej strony, na krzakach z dodatkowymi zakamuflowanymi patyczakami inne gatunki czuły się świetnie.


Nosil z kolegami odkryli także, że tym eksperymentem zmienili same krzaki. Patyczaki żują liście, więc rozsądne jest przypuszczenie, że krzaki z mniejszą liczbą patyczaków będą mniej zżute. Naukowcy zastanawiali się jednak, jakich szkód doznawały rośliny od innych owadów, które przekłuwają lub wysysają rośliny zamiast je przeżuwać. Odkryli, że krzaki pełne źle dostosowanych patyczaków poniosły także mniejsze szkody tego rodzaju.


Było zaskoczeniem, że pozbycie się patyczaków doprowadzi także do zniszczeń wśród innych gatunków. Zniknięcie patyczaków mogło doprowadzić do wzrostu populacji innych zwierząt, ponieważ zmniejszyłaby się konkurencja o żywność. Dla zrozumienia, dlaczego tak się nie stało, Nosil powtórzył eksperyment, ale z pewną zmianą. Na niektórych krzakach rozciągnął siatkę drucianą, żeby nie mogły się tam dobrać ptaki.


Na krzakach bez siatki rezultat był taki sam: patyczaki i inne gatunki zniszczone, kiedy patyczaki były źle dostosowane, ale krzaki na tym skorzystały. Siatki druciane zlikwidowały jednak te wyniki na chronionych krzakach. Nie było żadnej różnicy między krzakami z dobrze i źle dobranymi patyczakami.


Ten eksperyment ustalił, że ptaki są odpowiedzialne za wszystkie efekty widziane przez naukowców. Przyciągały je niedostosowane patyczaki, ponieważ jest tak dużo patyczaków w tych krzakach. A potem zostawały na krzaku, by ucztować na innej zdobyczy. Kiedy ptaki oczyściły krzaki z wszystkich zwierząt, tym samym je chroniły.


Dodanie dodatkowych patyczaków do krzaka odzwierciedla różne kombinacje patyczaków, jakie znajduje się w naturze. Nosil twierdzi, że kiedy ewolucja działa na patyczaki, kształtuje rozmaite inne gatunki  na wzgórzach Kalifornii. Dla zrozumienia, dlaczego jest dana liczba gatunków w jednym miejscu, naukowcy mogą musieć zrozumieć szybką ewolucję, jaka tam zachodzi. Moc ewolucji koloru, jak się wydaje, wykracza daleko poza nasz wzrok.


Evolution in Color: From Peppered Moths to Walking Sticks

The Loom, 9 października 2013

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska



Carl Zimmer


Wielokrotnie nagradzany amerykański dziennikarz naukowy publikujący często na łamach „New York Times” „National Geographic” i innych pism. Autor 13 książek, w tym „Parasite Rex” oraz „The Tanglend Bank: An introduction to Evolution”. Prowadzi blog The Loom publikowany przy „National Geographic”.


Skomentuj     Wyślij artykuł do znajomego:     Wydrukuj






Nauka

Znalezionych 701 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Czy ptaki wyewoluowały większe dzioby, by zjadać duże, inwazyjne ślimaki?   Coyne   2017-12-13
Biotechnologia jest pilnie potrzebna w Afryce – dla gospodarki i środowiska   Ridley   2017-12-08
Okrutne zabawy wielorybów   Lyon   2017-12-07
Specjacja zięb z Galápagos przez hybrydyzację   Coyne   2017-12-04
Zrób sobie test ciążowy, Krzysiu   Łopatniuk   2017-12-02
Szopy pracze są inteligentne, ale bywają kłopotliwe   Novella   2017-11-30
Popieranie wiatrowej i słonecznej energii kosztem środowiska   Ridley   2017-11-28
Tradycyjni uzdrawiacze, szczyt o szarlatanerii i “medyczny apartheid” w Południowej Afryce   Igwe   2017-11-25
Prawo Amary   Ridley   2017-11-24
Ewolucja przyłapana na gorącym uczynku   Novella   2017-11-22
Dziwaczny skrzydłoszpon rogaty   Coyne   2017-11-18
Południowoafrykańska saga: kampania dezinformacji grup anty-GMO przeciwko nowej, odpornej na choroby odmianie kukurydzy   Ongu   2017-11-17
Niecne chochliki naszej pamięci   Novella   2017-11-16
BBC znowu błędnie przedstawia ewolucję, opisując nowe odkrycie wczesnych ssaków wyższych   Coyne   2017-11-14
Teraz nawet akceptujących zmianę klimatu nazywa się “negacjonistami   Lomborg   2017-11-13
Nowy gatunek orangutana? Wątpię.   Coyne   2017-11-10
Antynauka czystego jedzenia   Novella   2017-11-08
Wiecej niemądrych twierdzeń, że epigenetyka całkowicie zrewiduje nasz pogląd na ewolucję   Coyne   2017-11-06
Skandal z glifosatem   Ridley   2017-11-04
Ugandyjski dziennikarz: jak informować o biotechnologii, kiedy jej krytycy rozsiewają dezinformację?   Christopher Bendana   2017-11-03
Myślenie spiskowe i rozpoznawanie wzorów   Novella   2017-11-02
Czy wierzysz w duchy?   Łopatniuk   2017-10-28
Dlaczego nie ma pokoju na Bliskim Wschodzie   Salzman   2017-10-25
Jeremy, samotny, lewoskrętny ślimak wreszcie kojarzy się – a potem umiera   Coyne   2017-10-24
Naturopaci: potrafią uczynić nawet sól z Epsom potencjalnym zabójcą     2017-10-23
Niemal pięciokilogramowa żaba żyła na prastarym Madagaskarze   Coyne   2017-10-19
Uroczy wykres, który opowiada naszą historię   Cobb   2017-10-17
Genetycznie modyfikowana pszenica dla wrażliwych na gluten   Novella   2017-10-16
Czy Oświecenie przygasa?   Ridley   2017-10-13
Zdumiewająca, mordująca ptaki modliszka   Coyne   2017-10-13
Indie otwierają laboratorium homeopatyczne   Novella   2017-10-11
Roboty będą uprawiać ziemię   Ridley   2017-10-09
Przełyk Barretta, czyli bez paniki, ale…   Łopatniuk   2017-10-07
“Daily Beast” wypacza epigenetykę oszukańczymi twierdzeniami, że dzieci mogą “odziedziczyć wspomnienia Holocaustu”   Coyne   2017-10-05
Wszystkiego najlepszego w dniu 60. urodzin, centralny dogmacie!   Cobb   2017-10-04
Huragany zdarzają się   Ridley   2017-10-02
Niekochany lewoskrętny ślimak szuka partnera   Coyne   2017-09-28
Niesłuszny atak na młodą badaczkę   Novella   2017-09-27
Jak anty-GMO aktywiści blokują humanitarną biofortyfikację w Afryce i Azji   Ongu   2017-09-26
Sobotnia lekcja genetyki: ciołek matowy gynandromorf   Coyne   2017-09-23
Czy Uganda potrzebuje GMO? Naukowcy spoglądają na edytowanie genów, by przyspieszyć innowacje   Ongu   2017-09-20
Strach przed GMO i Dunning-Kruger   Novella   2017-09-18
o skomplikowane, czyli co zabija chorych na raka płuc   Łopatniuk   2017-09-16
Nowe pająki pawie   Coyne   2017-09-12
Obserwowanie wielorybów w Monterey Bay   Lyon   2017-09-11
Bakteryjne ogniwa słoneczne   Novella   2017-09-09
A.N. Wilson znowu kopie Darwina, tym razem w “Times”   Coyne   2017-09-07
Medycyna alternatywna zabija   Novella   2017-09-06
Wiecej o biologii i rasie   Mayer   2017-09-05
O rzeczywistości rasy i odrazie do rasizmu    i Brian Boutwell   2017-09-04
Panie doktorze, to nie rak   Łopatniuk   2017-09-02
Odporne na szkodniki rośliny uprawne GM oferują nadzieję Afryce, która walczy z larwami ciem   Ongu   2017-09-01
Opera mydlana, czyli więcej o łyskach   Lyon   2017-08-31
Ujawnienie kosztów opóźnienia GMO w Ugandzie   Ongu   2017-08-30
Symboliczny sceptycyzm w sprawie egzorcyzmów   Novella   2017-08-29
Pasożytnictwo lęgowe, łyski amerykańskie   Lyon   2017-08-24
Lektyny – nowy straszak żywieniowy   Novella   2017-08-22
Zabobonne pojęcia u sedna przekonań antyszczepionkowych     2017-08-21
Choroba bananów, GMO i ewolucja produkcji żywności   Ongu   2017-08-19
Przetwarzanie informacji przez mózg -porcjowanie   Novella   2017-08-16
Pomachaj do pańci ogonkiem   Łopatniuk   2017-08-12
Zrobić więcej za mniej dla Haiti   Lomborg   2017-08-11
Perkoz zausznik i jego pisklęta   Lyon   2017-08-10
Argument neuroróżnorodności na rzecz wolności słowa   Miller   2017-08-08
Czyste okrucieństwo cięć w pomocy żywnościowej   Lomborg   2017-08-07
Więcej o śmieciowym DNA   Novella   2017-08-05
Skomplikowana ewolucja wielkich kotów   Coyne   2017-08-03
Kruchość prawdy   Novella   2017-08-02
Czy kruki robią plany na przyszłość?   Coyne   2017-07-29
Opera mydlana z życia łysek amerykańskich, część III   Lyon   2017-07-28
Dlaczego jesteśmy świadomi   Novella   2017-07-26
Wybuchy epidemii odry w Europie: zapowiedź tego, co przyjdzie do USA?     2017-07-24
Bliskie spotkania z baronem MünchausenemPaulina Łopatniuk     2017-07-22
Ciepło, zimno i śmierć w oczach mediów   Lomborg   2017-07-21
Naukowcy walczą z głodem przez złamanie genetycznego kodu pszenicy   Gelber   2017-07-20
Potrzeba pewności i myślenie konspiracyjne   Novella   2017-07-17
Wielka rozbieżność w afrykańskich genomach   Ridley   2017-07-15
Okablowanie mózgu   Novella   2017-07-12
Opera mydlana z życia łysek amerykańskich, część II   Lyon   2017-07-10
Postmodernizm i prawda   Dennett   2017-07-09
Palestyńska intersekcjonalność z nazistami   Frantzman   2017-07-08
Genesis po raz szósty: spowodowana przez człowieka masowa specjacja   Ridley   2017-07-07
Korzyści zdrowotne papierosów! Dziwuszki ogrodowe wkładają niedopałki do gniazd, by odpędzić kleszcze   Coyne   2017-07-05
Akupunktura na pogotowiu też nie działa   Novella   2017-07-04
Łyski amerykańskie i ich obyczaje   Lyon   2017-07-02
Umiesz paradygmować, kolego?   Stenger   2017-07-01
Gigantyczne “paleonory” wykopane przez wymarłe ssaki   Coyne   2017-06-29
Biodynamiczne rolnictwo i inne nonsensy   Novella   2017-06-28
Pochodzenie i migracja kotów domowych: badanie genetyczne   Coyne   2017-06-27
Masz szczątkowe mięśnie, które poruszały wąsy twoich przodków   Coyne   2017-06-25
Najwcześniejsi ludzie współcześni   Novella   2017-06-23
Głupota pomylonej godności   Pinker   2017-06-21
Mój potworniak ma raka, czyli gdzie z tą tarczycą, poczwaro   Łopatniuk   2017-06-17
Rozszyfrowanie tego, jak mózg naczelnych identyfikuje twarze ludzkie   Coyne   2017-06-16
W naukę się  nie wierzy, naukę się uprawia   Koraszewski   2017-06-15
Ryzyko niewarte podejmowania: list otwarty do moich kolegów w świecie akademickim   Boutwell   2017-06-14
Intersekcjonalny feminizm kwantowy   Coyne   2017-06-13
Antynaukowe przesłanie „Frankensteina” zawsze było głupie   Ridley   2017-06-12
Superantybiotyki na supermikroba   Novella   2017-06-10
Jeden bit różnicy, czyli cyberjasyr od powicia   Maszkowski   2017-06-08

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

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



Obama chrzescijanie



Szelest liści



Czego wam nie pokazują?



Rozdzielenie religii i państwa



Trwa ewolucyjne upokorzenie archeopteryksa



Trucizna, kamuflaż i tęcza ewolucji



Religia zdrowego rozsądku



Kto się boi czarnego luda?



Land of the pure



świecące ryby



Lewica klania sie



Nis zgubic



Religia pieklo



Nienawisc



Niedożywienie w Ugandzie



Ewolucja nieunikniona



Starty z powierzchni


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