Prima parte: problema unui fel

Deja primii naturaliști au observat că există în mod natural grupuri de animale și plante în natură, ale căror indivizi seamănă mai mult decât cu reprezentanții altor astfel de grupuri. S-a născut un fel de concept „popular” de specie. Aceste idei inițiale despre natura speciei s-au bazat pe două fapte: în primul rând, compatibilitatea reproductivă - pisicile pot avea descendenți fertili numai cu pisici (nu cu balene, țânțari sau lipitori) și cresc mereu pisici (nu cu balene, țânțari sau lipitori); în al doilea rând, acestea sunt separate de alte specii printr-un decalaj în variabilitate - pisicile pot fi diverse, dar nu vedem indivizi sau populații care s-ar transforma treptat în, de exemplu, lei, tigri sau alte „pisici”. Cu toate acestea, cercetările au arătat că unele dintre aceste observații au fost doar aparențe și că problema speciilor este departe de a fi clară și simplă, după cum ar putea părea din definiții. Vina este evoluția.

Fără izolare reproductivă

Nu judecați speciile după aspect

Pe lângă nevoia de izolare reproductivă completă definițiile speciilor tradiționale au supraestimat, de asemenea, diferențele externe. Studiile asupra fluturilor, scânteilor, afidelor, unor pești și păsări arată că diferențele dintre speciile apropiate nu sunt de obicei mai mari decât diferențele dintre variațiile care apar în mod natural în cadrul speciilor. Rezultatul este uneori o situație curioasă. Multe specii asemănătoare ouălor nu se pot încrucișa cu succes, dar, pe de altă parte, rase semnificativ diferite de câini aduc descendenți fertili în lume. Diferențele externe semnificative nu indică neapărat diferențe genetice mari și, prin urmare, nu sunt necesare pentru apariția speciilor (rase de câini fizic extrem de diferite sunt genetic mult mai asemănătoare între ele decât cele două specii surori, deși arată practic identice).

Începuturi complete

În pustie speciile emergente pot fi întâlnite în toate etapele apariției, chiar destul de germinale. De exemplu, musca nord-americană Rhagoletis pomonella a limitat apariția dietelor la păducel până la sosirea europenilor. Mulțumită mărului importat, totuși, la începutul secolului al XIX-lea, pe o tavă a fost oferit un nou tip de mâncare, ca să spunem așa. Unele muște au observat că se pot descurca. Despărțirea noii populații și izolarea acesteia au fost posibile în curând prin faptul că această muște se reproduce de obicei numai pe copacii pe care a eclozat. Cu toate acestea, datorită variației naturale a acestei tendințe, o mână de indivizi au decis să se reproducă pe meri. Întrucât majoritatea celorlalți indivizi nu au făcut acest lucru, noua populație a devenit izolată reproductiv de mamă, deși era la doar câteva zeci de centimetri distanță între ele. După cum sa constatat, ambele tipuri se disting în prezent prin rate diferite de maturare și sezon de reproducere altfel temporizat, adaptate perioadei de maturare a hranei lor. Și când geneticienii și-au privit ADN-ul la sfârșitul secolului trecut, au descoperit prezența diferențelor. Fără îndoială, reprezentanții acestei muște s-au angajat într-o călătorie lungă care a dus la apariția unei noi specii.

La monarhul insectivor al speciei Monarch castaneiventris din Insulele Solomon, apariția unei părți a populației a devenit cauza separării. Mutația, care a apărut inițial la o singură pasăre și s-a răspândit ulterior la descendenții săi, a provocat indivizi complet negri, în timp ce restul populației a păstrat burta de culoare castanie. Deși membrii atât ai formei originale, cât și ai celor mutați sunt încă capabili să aducă descendenți viabili în lume în sălbăticie, reprezentanții unui grup consideră că reprezentanții celuilalt sunt străini. Bărbații teritoriali agresivi nu observă deloc când sucul dintr-un alt grup de culoare intră pe teritoriul lor.

Izolarea reproductivă atât de către monarhi negri, cât și de mere împiedică trecerea muștelor cu membrii populației materne, permițându-le să acumuleze treptat diferite mutații, mai ales neutre în ceea ce privește supraviețuirea în sălbăticie, dar distingând tot mai mult ADN-ul lor. În cele din urmă, aceste schimbări le vor împiedica să se reproducă cu succes cu membrii populației părinte, completând astfel apariția unei specii noi, complet distincte.

Un pas mai departe

Evoluția balenelor ucigașe a avansat mult mai mult. Biologii, recunoscând în mod tradițional doar balenele ucigașe, au observat că unele populații diferă de altele în ceea ce privește culoarea, comportamentul, sunetul, mediul și alegerile alimentare. Dacă unele dintre ele se suprapun, se evită reciproc și, conform analizelor moleculare, nu s-au intersectat de mii de ani. Dintre cele cinci subtipuri recunoscute de prădători, acesta rămâne incert și poate fi considerat ca specie separată. Analizele ADN-ului mitocondrial sugerează că speciile separate ar putea fi cel puțin două tipuri de ape vii în Antarctica și un tip de ocean deschis din Pacificul de Nord.

Specii inelare

Poate că demonstrează cel mai clar evoluția în acțiunea așa-numitelor specii inelare, adică specii a căror gamă este înconjurată de o barieră ecologică sau geografică și, prin urmare, seamănă cu un inel. Populațiile vecine se încrucișează fără probleme, dar cele îndepărtate se comportă ca niște specii speciale, deoarece sunt reproductibile incompatibile între ele.

Un exemplu de specie inelară este Salamandra californiană Ensatina eschscholtzii. Diferențele în ADN, enzime, colorare și comportament sugerează că schimbări la o nouă specie la șapte focare la diferite niveluri de finalizare. Două dintre aceste „subspecii” au ADN-uri semnificativ diferite și nu se intersectează. Deși ar putea fi specii specifice, ele sunt conectate între ele, așa cum este cerut de definiția speciilor inel, populații de tranziție.

Observați o situație similară cu colibri verzi din Asia de Nord și Europa de Est. În Siberia, au apărut două tipuri de păsări, de est și de vest, care nu se intersectează pe populații înguste. În plus, atrag femelele către diferite melodii și le decorează cu diferite culori. În plus, bărbații nu reacționează deloc la cântecele masculilor de al doilea tip, ci reacționează agresiv la cântecele propriilor membri. În ciuda diferențelor la nivelul speciilor specifice, ambele tipuri din sud sunt interconectate printr-o serie în ceea ce privește aspectul și comportamentul populațiilor de tranziție, a căror rază de acoperire înconjoară Platoul Tibetan.

Evoluția rachetei
În ciuda credinței pe scară largă că evoluția este lentă, uneori se desfășoară în mod dramatic rapid. Acest lucru este demonstrat, de exemplu, de populația de șoareci introdusă pe insula Madeira în urmă cu doar 500 de ani. În acea perioadă, aici au apărut șase specii speciale au avut loc în total nouă fuziuni cromozomiale (unind doi cromozomi) - aceste specii de șoareci au de la 22 la 30 de cromozomi. În același timp, singurul, da, o singură fuziune cromozomială este cea mai pronunțată diferență genetică care distinge oamenii de cimpanzei.

Modificări uluitoare au avut loc în șopârla în ruină, din care mai puțin de o duzină au ajuns pe insula croată Mrčara în 1971. Șopârlele se reproduc aici rapid și se adaptează condițiilor locale: nu mai sunt omnivore, ci erbivore. Modificările obiceiurilor alimentare par să fi cauzat indirect, prin selecție naturală, creșteri relative ale capului acestor animale și o forță musculară masticatorie mai mare, care sunt adaptări cheie pentru consumul de alimente solide din frunze. A fost observată și o adaptare relativ mare, formarea partițiilor musculare care împart părți ale intestinului gros și încetinesc trecerea alimentelor prin intestinele animalului. În acest fel, intestinele au mai mult timp pentru a digera alimentele din plante cu un conținut scăzut de nutrienți și sunt capabile să extragă din acesta mai mulți nutrienți. Au existat și schimbări de comportament. Spațiul mai mic al insulei a crescut densitatea populației, ducând la abandonarea modului de viață teritorial. Toate aceste schimbări au avut loc în mai puțin de 40 de ani!

Evoluția rapidă pare a fi un fenomen destul de comun la speciile neonatale sau invazive. Schimbările evolutive au fost apoi observate pentru unele trăsături în mai puțin de 10 ani!

Specii dintr-o eprubetă

Specii noi au fost deja create de mâini umane, de exemplu prin domesticire, ca în cazul unui câine sau o oaie. Într-un timp mult mai scurt, a fost posibil să se realizeze apariția de noi specii în laborator, în special la muștele câmpului caracatițelor. Selecția artificială a avut ca scop prioritizarea anumitor caracteristici la partenerul de împerechere al Drosophila paulistorum, de exemplu între 1958 și 1963, a dus la două populații care au arătat sterilitatea descendenților masculi, adică nivelul de izolare reproductivă la nivel de bizoni și bovine! Octomilks demonstrează, de asemenea, realitatea evoluției în sălbăticie - acestea includ o varietate de specii cu diferite niveluri de izolare reproductivă.

O schimbare semnificativă a comportamentului de împerechere a fost realizată numai după 15 generații de gândac brun. Prin selectarea selectivă a pupelor cele mai grele și mai ușoare pentru împerecherea ulterioară, s-a realizat că, în două din cele patru populații experimentale, gândacii mari și, respectiv, au dezvoltat o preferință pentru împerechere doar cu tipul de mărime căruia îi aparțineau. Cu alte cuvinte, a fost atins primul stadiu de izolare reproductivă și, astfel, primul pas către apariția unei noi specii.

Micro vs. macro

Când se prezintă cazurile de evoluție înregistrate, uneori se obiectează că acestea sunt doar cazuri de evoluție „mică”, microevoluție și nu evoluție la scară largă, așa-numita macroevoluție. Un astfel de argument este destul de greșit. În primul rând, potrivit majorității biologilor, macroevoluția nu este de obicei altceva decât să introducă mai multe schimbări microevolutive. În al doilea rând, microevolutia înseamnă evoluție în interiorul unei specii, apariția unor specii noi reprezintă deja o macroevoluție.

Alte exemple