Prawda

Czwartek, 28 marca 2024 - 23:54

« Poprzedni Następny »


Powiadom znajomych o tym artykule:
Do:
Od:

Oprzeć się wiatrom - dobór naturalny, huragany i jaszczurki


Greg Mayer 2018-08-04

 Colin Donohue na sympozjum o Anolis, 17 marca 2018.

 Colin Donohue na sympozjum o Anolis, 17 marca 2018.



 Podczas sympozjum o Anolis Fairchild Tropical Botanic Garden w marcu, jedną z gwiazd programu był Colin Donihue z Harvard University, który wygłosił wykład o efektach huraganu Irma zeszłej jesieni na Anolis scriptus, jedyną rdzenną jaszczurką wysp Turks i Caicos. Colin i jego współpracownicy przypadkowo odwiedzili i zmierzyli jaszczurki tuż przed uderzeniem huraganu i mogli powrócić po kilku tygodniach, żeby zobaczyć, co się stało.


Coś się stało. Po Irmie jaszczurki miały większe poduszki palców, dłuższe kończyny przednie i krótsze kończyny tylne. Dwie pierwsze zmiany miały sens – większe poduszki palców i dłuższe kończyny przednie podnoszą zdolność przywierania jaszczurek – ale ta trzecia zmiana wydawała się sprzeczna z pierwszymi dwiema. Dłuższe kończyny tylne pomogłyby im czepiać się roślinności i zapobiegły zdmuchnięciu z rzuceniem o skałę lub do morza – dlaczego więc te z krótszymi tylnymi kończynami przetrwały lepiej?


Badanie Colina w poszukiwaniu odpowiedzi na to pytanie było tym, co uczyniło jego wykład jednym z przebojów sympozjum. Żeby zobaczyć wpływ Irmy na jaszczurki użyli dmuchawy do liści, żeby symulowała silny wiatr i zapisali to wszystko na wideo!

 


Powyższe wideo jest z ”Nature”
 (nie to, które Colin pokazał nam w marcu), gdzie artykuł Colina i jego kolegów wkrótce się ukaże (już jest dostępny online; jest też sympatyczna relacja z pracy w terenie na stronie internetowej Colina). W oparciu o eksperymenty z dmuchawą do liści wywnioskowali, że tylne kończyny jaszczurki, kiedy tracą uchwyt, działają jak „żagle”, chwytając wiatr i w ten sposób unosząc biedną jaszczurkę. “Zły to wiatr, który wynosi człowieka w morze.


Zaskoczyło mnie, że jaszczurki do końca trzymały się przednimi kończynami – sądziłem, że będą chwytać się wszystkimi czterema i że tylne kończyny, które mają większą powierzchnię poduszek palców, poddadzą się ostatnie. Być może wiatr pochwycił ich (większe) tylne kończyny i zerwał je pierwsze, zapowiadając przyczynę ich całkowitego zdmuchnięcia. Jak się spodziewano, podczas rundy ukierunkowanego doboru zróżnicowanie cech ogólnie zmniejszyło się. A także, jaszczurki były w dobrej kondycji – nie głodowały po huraganie, co wspiera tezę, że zróżnicowana śmiertelność zdarzyła się podczas huraganu.     


Mamy więc tu elegancki pokaz doboru naturalnego i przekonującą, popartą eksperymentami przyczynę zróżnicowanego przeżycia. Ważne jest jednak zauważenie, że nie jest to pokaz  ewolucji drogą doboru naturalnego, a powód tego jest interesujący i odnosi się do faktu, że biolodzy ewolucyjni używają określenie „dobór naturalny” w wielu kontekstach.


Choć dobór naturalny jest główną przyczyną ewolucji, jak zapisał Fisher w pierwszym zdaniu książki Genetical Theory of Natural Selection: “dobór naturalny nie jest ewolucją”. Krótka definicja doboru naturalnego, której używam na wykładach i w druku, mówi, że dobór naturalny jest „konsekwentnym zróżnicowanym przeżyciem i reprodukcją odziedziczalnych odmian”. Fakt, że nie równa się to ewolucji można z łatwością zobaczyć w wypadku naddominacji [zjawisko lepszego dostosowania się osobników będących heterozygotami względem danego genu niż każdej z obu homozygot do danych warunków środowiskowych, przyp. tłum.], jak przy sierpowatych komórkach hemoglobiny w środowisku malarycznym. W takich wypadkach wynikiem doboru naturalnego jest to, że skład genetyczny populacji nie zmienia się – osiąga raczej równowagę i tam pozostaje. Nie ma ewolucji.


Jednak w jeszcze innym sensie dobór naturalny nie implikuje ewolucji, a jest to w sensie używanym w genetyce ilościowej, a także bardzo często w badaniach zmian ilościowych cech fenotypowych (takich jak omawiane w badaniu). Genetyka ilościowa wywodzi się z prac hodowców roślin i zwierząt (która to praca była ważnym źródłem faktów i inspiracji dla Darwina) i jeden z jej kluczowych wyników od dawna streszcza się w „równaniu hodowcy”:

R=sh²; czyli

Reakcja na dobór jest równa różnicy selekcyjnej pomnożonej przez odziedziczalność [Response to selection is equal to the selection differential times the heritability ()]

Znaczy to, że zmiana ewolucyjna spowodowana doborem naturalnym zależy zarówno od tego, jak bardzo wyselekcjonowane organizmy różnią się od średniej w populacji (różnica selekcyjna), i od tego, jak część tej różnicy jest przekazywana potomstwu (odziedziczalność). Przy odziedziczalności w grę wchodzi genetyka – zmiany, które są dziedziczne, mają (nie-zerową) odziedziczalność.  


Budowa równania hodowcy wypływa w sposób naturalny z tego, jak pracują hodowcy. Najpierw wybierają zwierzę do rozmnożenia w oparciu o pożądane cechy (np. większe niż przeciętne mięśnie piersiowe u indyka). Następnie rozmnażają je. Potem sprawdzają, jak wiele z pożądanej odmiany jest obecne u potomstwa. Jeśli potomstwo jest dokładnie takie samo jak rodzic pod względem wybranej cech (tj. pożądanej), wówczas odziedziczalność wynosi 100% czyli 1.0. Jeśli potomstwo ma tylko połowę pożądanej przewagi rodzica (powiedzmy, 100 gr więcej niż przeciętna w odróżnieniu od 200 gr u wyselekcjonowanego rodzica), to odziedziczalność wynosi 50% czyli 0.5. Tak więc w tych dwóch wypadkach dobór prowadzi do ewolucji. Na czym więc polega problem?


Problemem, a raczej pojęciową subtelnością, jest to, że odziedziczalność może wynosić 0 – potomstwo wybranego rodzica może w ogóle nie różnić się od przeciętnej w populacji. Tak więc mamy dobór, ale brak reakcji na dobór, a więc brak ewolucji. Tak więc, chociaż dobór naturalny często definiuje się tak, jak to zrobiłem powyżej (konsekwentne zróżnicowane przeżycie i reprodukcja odziedziczalnych odmian), często jest tak, że możemy mierzyć zróżnicowane przeżycie zanim wiemy czy odmiana jest dziedziczna. I to właśnie wychwytuje równanie hodowcy – dwustopniową naturę najpierw zróżnicowania, a potem dziedziczenia.


Ta sama dwustopniowa sekwencja obserwacji jest stosowana w przyrodzie, tak jak na farmie i w laboratorium, a więc zwrotu ”dobór naturalny” często używa się w sensie zróżnicowania z odziedziczalnością ocenianą osobno (jak to zwykle musi się dziać, ponieważ obserwacje różnic genotypowych na ogół nie implikują niczego w sprawie odziedziczalności).


Jeśli chodzi o pomiary różnicy selekcyjnej badanie Colina ma tę zaletę, że pomiary zostały dokonane w tym samym pokoleniu; tj. nie zaszło żadne rozmnażanie – drugi zestaw pomiarów zrobiono na jaszczurkach, które przeżyły huragan. To pozwala im na wykluczenie innych możliwych wyjaśnień – np. plastyczności fenotypu – na zmianę przeciętnej budowy. Podobne korzyści nagromadziły się w klasycznych badaniach doboru naturalnego zięb Darwina wykonanych przez Grantów i ich współpracowników. Grantowie mieli dodatkową przewagę, ponieważ ich ptaki były indywidualnie oznakowane, a więc znali indywidualną tożsamość ptaków, które przeżyły; na Turks i Caicos mierzono tę samą populację dorosłych jaszczurek, ale ponieważ jaszczurki nie były oznakowane, nie można było śledzić poszczególnych osobników.


Następnym krokiem dla Colina jest powrót na Turks i Caicos, żeby zobaczyć, czy zmiana morfologiczna przetrwa do następnego pokolenia, w ten sposób popierając tezę, że zaszła ewolucja drogą doboru naturalnego – tj. że potomstwo przypomina wyselekcjonowanych (pozostałych przy życiu) rodziców. Skomplikować to może fakt, że z brakiem nadal działającej siły selekcyjnej (Irmy) może zachodzić ukierunkowany dobór naturalny z powrotem ku poprzedniej średniej. Tak więc, pomiary trwałości zaobserwowanej zmiany mogą zostać zakłócone przez pojawianie się dalszych zmian. Podobnie jak z ziębami Darwina, potrzebne są wieloletnie badania.


Badane cechy jaszczurki są prawdopodobnie przynajmniej w umiarkowanym stopniu odziedziczalne, bo takie są często tego typu morfologiczne cechy. Było kilka badań odziedziczalności u jaszczurek, ale otrzymaliśmy sprzeczne wyniki. Shane Campbell-Staton odkrył, że  krytyczne maksimum termiczne, cecha fizjologiczna, jest dziedziczne u Anolis carolinensis; ale Mike Logan poinformował niedawno, że odziedziczalność u Anolis sagrei jest niska dla innych cech związanych z temperaturą. Badania odziedziczalności cech morfologicznych u jaszczurek powinny być owocną dziedziną. Zaletą badań Grantów było to, że używając informacji o pochodzeniu dostarczonej przez indywidualne oznakowania mierzyli odziedziczalność wielu ilościowych cech fenotypu w badanej populacji zięb Darwina.



Campbell-Staton, S.C., S.V. Edwards, and J B. Losos. 2016.Climate-mediated adaptation after mainland colonization of an ancestrally subtropical island lizard, Anolis carolinensisJournal of Evolutionary Biology29:2168-2180. link  (links marked ‘link’ may not be to full text)

Donihue, C.M., A. Herrel, A.-C. Fabre, A. Kamath, A.J. Geneva, T.W. Schoener, J.J. Kolbe and J.B. Losos. 2018. Hurricane-induced selection on the morphology of an island lizard. Nature in presslink

Fisher, R.A. 1930. The Genetical Theory of Natural Selection. Oxford University Press, Oxford. full text

Grant, P.R. and B.R. Grant. 2014. 40 Years of Evolution: Darwin’s Finches on Daphne Major Island. Princeton University Press, Princeton, New Jersey.

Logan, M.L., J.D. Curlis, A.L. Gilbert, D.B. Miles, A.K. Chung, J.W. McGlothlin, and R.M. Cox. 2018. Thermal physiology and thermoregulatory behaviour exhibit low heritability despite genetic divergence between lizard populations. Proceedings of the Royal Society B 285 (1878): 20180697. link

Mayer, G.C. and C.L. Craig. 2013. Theory of evolution. pp. 392-400 in S.A. Levin, ed. Encyclopedia of Biodiversity, 2nd ed., volume 3, Academic Press, Waltham, Mass.


Hangin’ on in the wind: Natural selection, hurricanes and lizards

Why Evolution Is True, 27 lipca 2018

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska



Greg Mayer

Zastępca kuratora działu gadów i płazów w muzeum zoologicznym Uniwersytetu Wisconsin. Doktorat z biologii ewolucyjnej obronił na Harvardzie.


Skomentuj Tipsa en vn Wydrukuj






Nauka

Znalezionych 1469 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Jak małpy człekokształtne (włącznie z ludźmi) straciły swoje ogony   Coyne   2024-03-26
Ale najpierw kawa   Tonhasca Júnior   2024-03-21
Ideolodzy: dlaczego nauczanie genetyki musi mieć charakter społeczno-polityczny   Coyne   2024-03-19
Przepływ genów od neandertalczyków i denisowian do ludzi „współczesnych” i odwrotnie   Coyne   2024-03-14
Wejdź – skoro nalegasz   Tonhasca Júnior   2024-03-09
Czy “bezpłciowe” bakterie tworzą biologiczne gatunki?   Coyne   2024-03-06
Carl Zimmer o gatunkach i ochronie     2024-02-29
Kolejna błędna próba skorygowania ewolucji   Coyne   2024-02-22
Ryjący w ziemi przedsiębiorcy   Tonhasca Júnior   2024-02-15
Olbrzymie armie o niezliczonych umiejętnościach    Tonhasca Júnior   2024-02-08
Wejdź, powiedziała, dam ci schronienie przed burzą   Tonhasca Júnior   2024-01-15
Czy ludzie wyewoluowali w wodzie?   Coyne   2024-01-08
Jak upadają wielcy   Tonhasca Júnior   2024-01-04
Oczy reniferów zmieniają kolor, żeby łatwiej im było dostrzec jadalne porosty   Coyne   2023-12-30
Życzliwi przestępcy   Tonhasca Júnior   2023-12-28
Conor Friedesdorf (i Alexander Barvinok) o ideologicznym przymusie na amerykańskich uczelniach   Coyne   2023-12-26
Zdumiewający manipulatorzy   Tonhasca Júnior   2023-12-25
Nie gryzie się ręki, która cię zapyla   Tonhasca Júnior   2023-10-19
Rewolucja komunikacyjna   Hannam   2023-10-18
BBC szerzy propagandę rolnictwa organicznego, a biedni na świecie cierpią   i Kathleen Hefferon   2023-10-13
Niezwykły przypadek koewolucji i specyficzności zapylacz/storczyk   Coyne   2023-10-07
Płeć męska lub żeńska: nie ma nic pomiędzy   Elliot   2023-10-03
Myślenie intuicyjne i analityczne   Novella   2023-09-29
„Kryzys klimatyczny” to mistyfikacja   Williams   2023-09-25
Jak (i dlaczego) ośmiornica edytuje swój RNA   Lewis   2023-09-23
„Najbardziej znany zabójca ludzi”: jakie są prawdziwe początki XIV-wiecznej Czarnej Śmierci?   Lewis   2023-09-15
Do jakiego stopnia pary mają wspólne cechy?   Novella   2023-09-14
Kenia daje zielone światło 58 projektom GMO – naukowcy na całym świecie kontynuują badania w dziedzinie biotechnologii, mimo procesów sądowych i dezinformacji   Ombogo   2023-09-08
Lancet atakuje anty-przebudzenie, a czytelnik odpowiada   Coyne   2023-08-24
Więcej wyrafinowanej teologii: uczony religijny zastanawia się, czy neandertalczycy mieli nieśmiertelne dusze   Coyne   2023-08-16
Aktywiści anty-GMO w Afryce szerzą mity i strach, ale nie przedstawiają żadnych naukowych dowodów   Abutu   2023-08-14
Mało znana strona ryjkowców   Tonhasca Júnior   2023-08-11
Dlaczego nie można być osobą transrasową?   Coyne   2023-08-10
Walka z malarią za pomocą inżynierii genetycznej   Novella   2023-08-08
Jak restrykcje Unii Europejskiej podsycały głosy przeciwko GMO, jak również głód na globalnym Południu, a zwłaszcza w Afryce   Oria   2023-08-02
Nieznośni mali pomocnicy   Tonhasca Junior   2023-07-29
Macedońskie skarby   Tonhasca Júnior   2023-07-26
GMO i motyle   Novella   2023-07-25
Narzucanie ideologii naturze: Kew Garden celebruje „rośliny queer”   Coyne   2023-07-24
Smak miesiąca   Tonhasca Júnior   2023-07-20
Kłopoty na wylocie   Szczęsny   2023-07-18
Ideologiczne podważanie biologii   i Luana S. Maroja   2023-07-17
Role mężczyzn i kobiet w polowaniu, raz jeszcze   Coyne   2023-07-15
David Hillis o specjacji   Coyne   2023-07-13
Niechętni dawcy i pracowici biorcy   Tonhasca Júnior   2023-07-08
Grube problemy z jelitem   Szczęsny   2023-07-07
Badaczka z Leakey Foundation twierdzi, że kości orangutanów mówią nam, że biologiczna płeć jest spektrum, a nie binarna   Coyne   2023-06-30
Przez dziurkę od klucza   Szczęsny   2023-06-24
Nowa (nie podparta żadnymi dowodami) hipoteza, która eliminuje role płciowe w społecznościach łowców-zbieraczy   Coyne   2023-06-22
Błędne wyobrażenia o ewolucji   Coyne   2023-06-16
Influencerzy z podziemia   Tonhasca Júnior   2023-06-13
Jak wyewoluowało ubarwienie ostrzegawcze?   Coyne   2023-06-12
„San Francisco Chronicle” bardzo myli się w sprawie biologicznej płci   Coyne   2023-06-09
Kolczasty problem   Tonhasca Júnior   2023-06-06
Wpaść w amok. Empiryczna analiza szaleńczych zabójstw pokazuje, że wyłaniają się dwa różne wzorce.   King   2023-06-03
Błędna krytyka genetycznych testów na pochodzenie   Coyne   2023-06-02
Zdatny do lotu   Tonhasca Júnior   2023-06-01
‘Raniąca’ idea merytorycznych podstaw nauki    i Jerry Coyne   2023-05-29
Główny problem w filogenezie zwierząt wydaje się być rozwiązany   Coyne   2023-05-26
Americana   Tonhasca Júnior   2023-05-24
Czy uprawa jabłek odzwierciedla bigoterię?   Coyne   2023-05-18
Kenia: Musimy zająć się brakiem bezpieczeństwa żywnościowego, ale najpierw musimy położyć kres dezinformacji na temat upraw modyfikowanych genetycznie   Oria   2023-05-16
Czytanie myśli z fMRI i AI   Novella   2023-05-05
Jest lepiej niż myślisz   Lomborg   2023-05-03
Dwudziestu dziewięciunaukowców publikuje artykuł w obronie merytorycznych podstaw w nauce     2023-05-01
Niewygodna historia   Ferguson   2023-04-28
Biologia rezygnacji z działania: kiedy kontynuować, a kiedy spasować   Coyne   2023-04-26
Porywacze ciał   Tonhasca Júnior   2023-04-25
Porażka jest kluczowym składnikiem innowacji   Ridley   2023-04-22
Używanie roślin jako biofrabryk   Novella   2023-04-14
Dawno zmarli przemawiają do nas   Tonhasca Júnior   2023-04-12
Wątpliwi pomocnicy    Tonhasca Júnior   2023-04-08
Uganda: aktywiści przeciwni biotechnologii szerzą dezinformację   Wetaya   2023-04-05
Anglia pozwala na uprawy poddane edycji genów   Novella   2023-04-03
Recenzja z książki  Can “The Whole World” Be Wrong?   Rose   2023-04-01
Psychologia ewolucyjna dla początkujących   Coyne   2023-03-27
“Konwergentna” ewolucja mrówek grzybiarek Starego i Nowego świata   Coyne   2023-03-23
Gigantyczna armia małych zabójców   Tonhasca Júnior   2023-03-22
Colin Wright broni binarności płci u zwierząt   Coyne   2023-03-15
AI: gorąca randka z “Sydneyem ”   Gotefridi   2023-03-15
Zmienić język w ekologii i biologii ewolucyjnej! Przykład anemii sierpowatej   Coyne   2023-03-13
Wzrost liczby nieobecnych ojców i towarzyszące temu społeczne problemy   Geary   2023-03-11
No pasarán    Tonhasca Júnior   2023-03-04
Dezinformacja o GMO: Kenijczykom będzie trudno podejmować racjonalne decyzje i to może kosztować życie   Mykonyo   2023-02-24
Twardy kwiat do zgryzienia    Tonhasca Júnior   2023-02-22
ChatGPT niemal zdaje lekarski egzamin końcowy   Novella   2023-02-21
“Rogi” trylobitów mogły być używane jako broń w walkach między samcami   Coyne   2023-02-15
Postmodernizm obnażony   Dawkins   2023-02-14
Powody naszych wierzeń. Jak i dlaczego irracjonalność trzyma nas w swoich szponach i jak możemy z tym walczyć?   Pinker   2023-02-13
Kiedy zapada noc i ziemia jest ciemna   Tonhasca Júnior   2023-02-10
W nowej książce jest słuszna krytyka idei, że są lepsze i gorsze gatunki, ale jest także błędne twierdzenie, że gatunki nie są realne   Coyne   2023-02-06
Kolczatki wydmuchują bąbelki śluzu z nosa, żeby się ochłodzić   Coyne   2023-02-02
Mali i zręczni influencerzy   Tonhasca Júnior   2023-01-31
Dowody na ewolucję: Bezwłose zwierzęta mają martwe geny na sierść   Coyne   2023-01-23
Krew, znój, łzy i pot   Tonhasca Júnior   2023-01-19
Bąkojady czyszczą nosorożce   Coyne   2023-01-18
Mózg używa geometrii hiperbolicznej   Novella   2023-01-16
O wspaniały nowy świecie   Tonhasca Júnior   2023-01-12
Ciepło zabija. Zimno zabija wielu więcej   Jacoby   2023-01-09
Po co badać przestrzeń kosmiczną?   Jacoby   2023-01-04

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

Lekarze bez Granic


Wojna w Ukrainie


Krytycy Izraela


Walka z malarią


Przedwyborcza kampania


Nowy ateizm


Rzeczywiste łamanie


Jest lepiej


Aburd


Rasy - konstrukt


Zielone energie


Zmiana klimatu


Pogrzebać złudzenia Oslo


Kilka poważnych...


Przeciwko autentyczności


Nowy ateizm


Lomborg


„Choroba” przywrócona przez Putina


„Przebudzeni”


Pod sztandarem


Wielki przekret


Łamanie praw człowieka


Jason Hill


Dlaczego BIden


Korzenie kryzysu energetycznego



Obietnica



Pytanie bez odpowiedzi



Bohaterzy chińskiego narodu



Naukowcy Unii Europejskiej



Teoria Rasy



Przekupieni



Heretycki impuls



Nie klanial



Cervantes



Wojaki Chrystusa


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