Wersja ewolucji zaproponowana przez Karola Darwina skupiała się na powolnych, stopniowych zmianach, które jedynie stopniowo prowadzą do różnic tego rodzaju, jakie oddzielają gatunki. Nie wyklucza to jednak możliwości nagłych i dramatycznych zmian. Rzeczywiście, pewne różnice utrudniają zrozumienie, jak mógłby wyglądać stan przejściowy, co sugeruje, że konieczny może być duży krok.
Nowe badanie skupia się na jednej zasadniczej zmianie: przejściu od składania jaj do żywych urodzeń w grupie spokrewnionych gatunków ślimaków. Sekwencjonując genomy wielu ślimaków, naukowcy zidentyfikowali zmiany w DNA związane ze składaniem jaj. Okazuje się, że za zmianą, mimo jej dramatycznego charakteru, ma związek duża liczba genów.
Zrezygnuj z jajek
Ślimaki, o których mowa, są obecne Seks zwany LitorinaKtóry jest szeroko rozpowszechniony wokół północnego Oceanu Atlantyckiego. Wiele z tych gatunków składa jaja, ale wiele z nich rodzi się na żywo. U tych gatunków narząd pokrywający jaja galaretką bogatą w białko, u innych gatunków, działa zamiast tego jako inkubator, umożliwiając jajom rozwój do czasu, aż młode ślimaki będą mogły wypełzać ze skorup rodziców. Uważa się, że jest to zaleta dla zwierząt, które być może będą musiały składać jaja w środowiskach nieodpowiednich do ich przetrwania.
Gatunek składający jaja jest tak podobny do swoich krewnych, że czasami uważa się, że jest to po prostu odmiana gatunku składającego jaja. Wszystko to sugeruje, że żywe urodzenia wyewoluowały stosunkowo niedawno, co dało nam dobrą okazję do zrozumienia zmian genetycznych, które je umożliwiły.
Dlatego duży międzynarodowy zespół badaczy zsekwencjonował genomy ponad 100 pojedynczych ślimaków, zarówno składających jaja, jak i rodzących żywe. Uzyskane dane wykorzystano do analizy m.in. bliskości spokrewnienia różnych gatunków i zmian genetycznych związanych z żywymi narodzinami.
Wyniki wskazują, że istnieją dwie odrębne grupy gatunków rozmnażających się poprzez żywe urodzenia. Innymi słowy, na drzewie ewolucyjnym tego typu ślimaków znajduje się gałąź pełna gatunków składających jaja, która oddziela dwie grupy rodzące żywe ślimaki. Zazwyczaj strukturę tę postrzega się jako wskazówkę, że żywe urodzenia ewoluowały dwukrotnie, po jednym przypadku w każdej z dwóch grup.
Wydaje się jednak, że w tym przypadku tak nie jest, z powodów, które omówimy.
Wiele różnic
Oddzielnie badacze poszukiwali regionów genomu powiązanych z żywymi porodami. A znaleźli ich sporo – w sumie 88. W obu grupach organizmów zidentyfikowano 88 regionów, a zawarte w nich sekwencje DNA były bardzo podobne. Sugeruje to, że regiony te miały jedno pochodzenie i zachowały się w obu liniach.
Jedną z możliwości wyjaśnienia tego jest fakt, że grupa żywych zwierząt na pewnym etapie swojej ewolucji powróciła do składania jaj. Alternatywnie, hybrydyzacja między nioskami jaj a żywymi urodzeńmi mogła pozwolić na rozprzestrzenienie się tych różnic w populacji składającej jaja, ostatecznie umożliwiając ponowne urodzenie żywych urodzeń, gdy u poszczególnych zwierząt było ich wystarczająco dużo, tworząc oddzielną żywą linię urodzeniową.
88 regionów zidentyfikowanych jako żywe urodzenia charakteryzowało się bardzo małą różnorodnością genetyczną, co sugeruje, że określony wariant genetyczny w każdym regionie jest tak korzystny, że rozprzestrzenił się po populacji, wypierając wszystkie inne wersje odcinka DNA. Wykryli jednak pewne wyraźne różnice, które są rzadkie poza populacjami składającymi jaja, na tyle, aby umożliwić naukowcom oszacowanie wieku, w którym te części DNA przeszły selekcję ewolucyjną.
Odpowiedź różni się w zależności od tego, na który z 88 fragmentów spojrzysz, ale waha się od około 10 000 do 100 000 lat temu. Ten zakres sugeruje, że regiony genetyczne umożliwiające żywe narodziny powstawały stopniowo przez wiele lat – tak jak sugeruje tradycyjny pogląd na ewolucję.
Naukowcy przyznają, że przynajmniej niektóre z tych obszarów prawdopodobnie ewoluowały po tym, jak żywe porody stały się już normą, po prostu poprawiając efektywność wewnętrznej inkubacji. Nie ma sposobu, aby dowiedzieć się, ile (lub które) zmiennych musi wystąpić, aby możliwe było urodzenie żywego dziecka. Jednak badacze mają obecnie obszerną listę genów, którym warto się przyjrzeć, aby lepiej zrozumieć sytuację.
Nauka, 2024. DOI: 10.1126/science.adi2982 (O identyfikatorach cyfrowych).