Első rész: Egyfajta probléma

Már az első természettudósok észrevették, hogy a természetben természetesen vannak olyan állatok és növények csoportjai, amelyek egyedei jobban hasonlítanak egymásra, mint más ilyen csoportok képviselőire. Egyfajta "népi" fajfogalom született. Ezek a fajok jellegével kapcsolatos kezdeti elképzelések két tényen alapultak: először a szaporodási kompatibilitás - a macskák csak macskákkal (nem bálnák, szúnyogok vagy piócák) kaphatnak termékeny utódokat, és mindig macskákat tenyésztenek (nem bálnák, szúnyogok vagy piócák); másodsorban a változékonyságtól elkülönülő rés választja el őket más fajoktól - a macskák sokfélék lehetnek, de nem látunk olyan egyedeket vagy populációkat, amelyek fokozatosan átalakulnának például oroszlánokká, tigrisekké vagy más "macskákká". A kutatások azonban ezt kimutatták e megfigyelések némelyike ​​csak látszat volt, és hogy a fajok kérdése korántsem egyértelmű és egyszerű, ahogy a definíciókból tűnhet. Az evolúció a hibás.

Szaporodási elszigeteltség nélkül

Ne ítélje meg a fajokat a megjelenés alapján

A teljes reproduktív izoláció szükségessége mellett a hagyományos fajdefiníciók a külső különbségeket is túlbecsülték. Pillangókról, szikrákról, levéltetvekről, egyes halakról és madarakról végzett vizsgálatok azt mutatják a közeli fajok közötti különbségek általában nem nagyobbak, mint a fajon belül természetesen előforduló eltérések közötti különbségek. Ennek eredménye néha furcsa helyzet. Sok tojásszerű faj nem képes sikeresen keresztezni egymást, másrészt a jelentősen különböző kutyafajták termékeny utódokat hoznak a világra. A jelentős külső különbségek nem feltétlenül jelentenek nagy genetikai különbségeket, ezért nem szükségesek a fajok megjelenéséhez (fizikailag rendkívül különböző kutyafajták genetikailag sokkal jobban hasonlítanak egymásra, mint a két testvérfaj, bár gyakorlatilag azonosak).

Teljes kezdetek

A pusztában feltörekvő fajokkal a megjelenés minden szakaszában találkozhatunk, sőt egészen csírás. Például az észak-amerikai Rhagoletis pomonella légy a diéták előfordulását a galagonyákra korlátozta az európaiak megérkezéséig. Az import almafáknak köszönhetően azonban a 19. század elején úgymond egy új típusú ételt kínáltak egy tálcán. Egyes legyek észrevették, hogy képesek megbirkózni vele. Az új populáció felosztását és elszigeteltségét hamarosan lehetővé tette, hogy ez a légy általában csak azokon a fákon szaporodik, amelyeken kikelt. Ennek a tendenciának a természetes eltérése miatt azonban néhány ember úgy döntött, hogy szaporodik az almafákon. Mivel a legtöbb egyén ezt nem tette meg, az új populáció reproduktív módon elszigetelődött az anyától, bár helyenként csak néhány tíz centiméter választotta el egymástól. Mint kiderült, jelenleg mindkét típust megkülönböztetik az érés különböző mértéke és az egyébként időzített tenyészidőszak, alkalmazkodva az ételük érési időszakához. És amikor a genetikusok a múlt század végén megnézték DNS-ét, felfedezték a különbségek jelenlétét. Kétségtelen, hogy ennek a légynek a képviselői hosszú útra indultak, ami egy új faj megjelenéséhez vezetett.

A Salamon-szigetekről származó Monarch castaneiventris faj rovarevő uralkodójában a populáció egy részének megjelenése vált az elválás okává. A mutáció, amely kezdetben csak egy madárnál fordult elő, később pedig utódaira is átterjedt, teljesen fekete egyedeket okozott, míg a populáció többi része megtartotta a gesztenye színű hasát. Noha az eredeti és a mutált forma tagjai továbbra is képesek életképes utódokat hozni a vad világra, az egyik csoport képviselői a másik képviselőit idegennek tartják. Az agresszív területi hímek egyáltalán nem veszik észre, amikor területükre egy másik színcsoport lé kerül.

Mind a fekete uralkodók, mind az almák reproduktív izolálása megakadályozza a legyek keresztezését az anyai populáció tagjaival, lehetővé téve számukra, hogy fokozatosan felhalmozódjanak a különböző mutációk, amelyek a vadon túlélés szempontjából többnyire semlegesek, de egyre jobban megkülönböztetik a DNS-ét. Végül ezek a változások megakadályozzák őket abban, hogy sikeresen szaporodjanak a szülő populáció tagjaival, és ezzel befejezzék egy új, teljesen különálló faj megjelenését.

Egy lépéssel előrébb

A gyilkos bálnák fejlődése sokkal tovább fejlődött. A biológusok hagyományosan csak a gyilkos bálnát ismerik fel, hogy egyes populációk színükben, viselkedésükben, hangjukban, környezetükben és ételválasztékukban különböznek másoktól. Ha némelyikük átfedi egymást, kerülik egymást, és a molekuláris elemzések szerint évezredek óta nem keresztezik egymást. A ragadozók öt elismert altípusa közül továbbra is bizonytalan, és külön fajnak tekinthető. A mitokondriális DNS-elemzések arra utalnak, hogy külön faj lehet legalább kétféle élő víz az Antarktiszon, és egy csendes-óceáni északi típusú nyílt óceán.

Gyűrűfajok

Talán a legvilágosabban mutatják be az evolúciót az ún gyűrűs fajok, azaz olyan fajok, amelyek elterjedését ökológiai vagy földrajzi akadály veszi körül, ezért gyűrűre hasonlít. A szomszédos populációk gond nélkül kereszteződnek, de a távoli populációk különleges fajként viselkednek, mert reprodukálhatóan összeférhetetlenek egymással.

A gyűrűfajokra példa a kaliforniai szalamandra Ensatina eschscholtzii. A DNS, az enzimek, a festés és a viselkedésbeli különbségek erre utalnak egy új faj megváltozása hét gócban, a befejezés különböző szintjein. Ezen "alfajok" közül kettőnek jelentősen eltérő a DNS-e, és nem keresztezik egymást. Annak ellenére, hogy specifikus fajok lehetnek, kapcsolódnak egymáshoz, amint azt a gyűrűfajok, átmeneti populációk meghatározása megköveteli.

Figyeljen meg hasonló helyzetet Észak-Ázsiából és Kelet-Európából származó zöld kolibri esetén. Szibériában e madaraknak két típusa jelent meg, keleti és nyugati, amelyek nem keresztezik egymást szűk populációkban. Ezenkívül különböző nótákhoz vonzzák a nőstényeket, és különböző színekkel díszítik őket. Ráadásul a hímek egyáltalán nem reagálnak a második típusú hím dalokra, hanem agresszíven reagálnak saját tagjaik dalaira. Az egyes fajok szintjén mutatkozó különbségek ellenére mindkét déli típust sorban köti össze az átmeneti populációk megjelenése és viselkedése szempontjából, amelyek elterjedési területe körülveszi a Tibeti-fennsíkot.

Rakéta evolúció
Annak ellenére, hogy elterjedt a hit, hogy az evolúció lassú, néha valóban drámai módon halad. Ezt bizonyítja például a mindössze 500 évvel ezelőtt Madeira szigetére behozott egerek populációja. Ez idő alatt hat különleges faj jelent meg itt összesen kilenc kromoszóma-fúzió történt (két kromoszómához csatlakozva) - ezeknek az egérfajoknak 22-30 kromoszómája van. Ugyanakkor az egyetlen, igen, egyetlen kromoszóma-fúzió a legjelentősebb genetikai különbség, amely megkülönbözteti az embereket a csimpánzoktól.

Lélegzetelállító változások történtek a tönkrement gyíkban, amelyből kevesebb mint egy tucatnyian érték el a horvát Mrčara-szigetet 1971-ben. A gyíkok itt gyorsan szaporodtak és alkalmazkodtak a helyi viszonyokhoz: már nem mindenevők, hanem növényevők. Az étkezési szokások megváltozása a természetes szelekció révén közvetett módon ezen állatok fejének relatív megnagyobbodását és nagyobb rágóizom erejét okozta, amelyek kulcsfontosságú adaptációk a szilárd levél táplálékának fogyasztásához. Viszonylag nagy alkalmazkodás is megfigyelhető volt, izomfalak kialakulása, amely megosztja a vastagbél részeit és lelassítja az étel átjutását az állat belében. Ily módon a beleknek több ideje van az alacsony tápanyagtartalmú növényi táplálék megemésztésére, és több tápanyagot képesek kivonni belőle. A viselkedésben is változások történtek. A kisebb szigeti tér növelte a népsűrűséget, ami a területi életmód elhagyását eredményezte. Mindezen változások kevesebb mint 40 év alatt történtek!

Úgy tűnik, hogy a gyors evolúció meglehetősen gyakori jelenség az újszülött vagy invazív fajokban. Ezután néhány jellemzőnél evolúciós változásokat figyeltek meg kevesebb, mint 10 év alatt!

Kémcsőből származó fajok

Új fajokat már emberi kéz hoztak létre, például háziasítással, mint például egy kutya vagy juh esetében. Sokkal rövidebb idő alatt sikerült elérni az új fajok megjelenését a laboratóriumban, különösen a polipok mezei legyei között. A Drosophila paulistorum párzási partnerében, például 1958 és 1963 között, egyes jellemzők rangsorolására irányuló mesterséges szelekció két olyan populációt eredményezett, amely a hím utódok sterilitását, azaz a bölények és a szarvasmarhák szintjén a reproduktív izoláció szintjét mutatta! Az oktomilkek a vadonban az evolúció valóságát is bemutatják - különféle fajokat tartalmaznak, különböző szaporodási izolációval.

A párzási viselkedésben csak a barna bogár 15 generációja után sikerült jelentős változást elérni. A legnehezebb és a legkönnyebb bábok szelektív kiválasztásával a további párosodás érdekében elértük, hogy a négy kísérleti populáció közül kettőben a nagy és a kis bogarak fejlesztették ki azt a preferenciát, hogy a párzást csak azzal a mérettípussal végezzük, amelyhez tartoztak. Más szavakkal, a reproduktív izoláció legkorábbi szakaszát elértük, és ezáltal az első lépés egy új faj megjelenése felé.

Micro vs. makró

Az evolúció rögzített eseteinek bemutatásakor néha azt kifogásolják, hogy ezek csak a "kicsi" evolúció, a mikroevolúció, és nem a nagy léptékű evolúció, az ún. makroevolúció. Egy ilyen érv elég téves. Először is, a legtöbb biológus szerint a makroevolúció általában nem más, mint több mikroevolúciós változás beindítása. Másodszor, a mikroevolúció egy fajon belüli evolúciót jelent, új fajok megjelenése már makroevolúciót jelent.

Egyéb példák