จิ้งจกที่ปรับตัวได้แสดงให้เห็นถึงกระบวนการวิวัฒนาการที่สำคัญที่นำมาซึ่งศตวรรษที่ผ่านมา

Anonim

จิ้งจกที่ติดด้านข้างในทะเลทรายโมฮาวีส่วนใหญ่มีรอยสีน้ำตาลและน้ำตาลที่กลมกลืนกับสภาพแวดล้อมในทะเลทราย แต่ใน Pisgah Lava Flow พบว่ามีจิ้งจกด้านข้างที่แตกต่างกันมากและมีสีดำเหมือนกับหินที่พวกมันอาศัยอยู่

สัตว์ต่างๆบุกสภาพแวดล้อมใหม่ ๆ ที่แตกต่างจากสัตว์ที่มีวิวัฒนาการได้ปรับตัวให้เข้ากับการดัดแปลงอย่างประณีต? จิ้งจกสีอ่อนในการไหลของลาวาควรเป็นเรื่องง่ายสำหรับผู้ล่าดังนั้นพวกเขามีชีวิตอยู่ได้นานพอที่จะพัฒนาสีคล้ำได้อย่างไร?

หนึ่งคำอธิบายได้ว่าหลายลักษณะของสัตว์ไม่ได้รับการแก้ไข แต่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ตลอดอายุการใช้งาน "ความเป็นปรกติแบบนี้" ช่วยให้สัตว์แต่ละตัวสามารถปรับเปลี่ยนรูปลักษณ์หรือพฤติกรรมของตนเองได้มากพอที่จะอยู่รอดได้ในสภาพแวดล้อมใหม่ ในที่สุดการปรับตัวใหม่เพื่อส่งเสริมการอยู่รอดเกิดขึ้นในประชากรโดยการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมและการคัดเลือกโดยธรรมชาติซึ่งมีผลต่อประชากรมากกว่าหลายชั่วอายุคน เรื่องนี้เป็นที่รู้จักกันในชื่อ "บาลด์วินผล" หลังจากที่นักจิตวิทยาเจมส์มาร์คบอลด์วินผู้แสดงความคิดในหนังสือพิมพ์ที่ตีพิมพ์ในปี 2439

นักวิทยาศาสตร์ที่กำลังศึกษาเรื่องจิ้งจกด้านข้างบน Pisgah Lava Flow ได้จัดทำเอกสารนี้ไว้ในรายละเอียดอย่างพิถีพิถัน พวกเขาแสดงให้เห็นว่าจิ้งจกแต่ละตัวสามารถเปลี่ยนสีสันในสภาพแวดล้อมใหม่ ๆ ให้มืดลงกว่าลาวาได้อย่างไร พวกเขาระบุว่ายีนที่ควบคุมสีและความแตกต่างระหว่างประชากรในและนอกลาวา; และพวกเขาพบว่าการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมในประชากรที่ปรับให้เข้ากับการไหลของลาวาทำให้จิ้งจกเหล่านี้มืดกว่าคนอื่น ๆ การค้นพบของพวกเขาซึ่งตีพิมพ์ในวันที่ 6 กันยายน ชีววิทยาปัจจุบัน อาจเป็นตัวอย่างที่ละเอียดที่สุดของผล Baldwin ที่เกิดขึ้นในประชากรป่า

"มันเป็นความคิดที่เก่าแก่และทรงพลังมากและตอนนี้เรามีหลักฐานทางพันธุกรรมว่ามันเกิดขึ้นได้อย่างไรในป่า" นายแบร์รี่ซินโวโรศาสตราจารย์วิชานิเวศวิทยาและชีววิทยาวิวัฒนาการของ UC Santa Cruz กล่าวว่า

Sinervo ได้ศึกษาจิ้งจกที่เกิดจากด้านข้างในแคลิฟอร์เนียมานานกว่า 30 ปีแล้ว ผู้เขียนคนแรก Ammon Corl ผู้ซึ่งได้รับปริญญาดุษฎีบัณฑิต ในห้องปฏิบัติการ Sinervo อยู่ที่พิพิธภัณฑ์สัตว์เลื้อยคลาน UC Berkeley Corl บอกว่าเขาได้เรียนรู้เกี่ยวกับประชากรจิ้งจก Pisgah จากปริญญาดุษฎีบัณฑิตที่ไม่ได้เผยแพร่ วิทยานิพนธ์โดยผู้ร่วม Claudia Luke ตอนนี้ที่ Sonoma State University

"คลอเดียคิดว่าพลาสติกของพวกเขาเป็นสีอะไรและฉันได้ทดสอบการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่ส่งผลต่อสีสันในประชากร Pisgah" นาย Corl กล่าว Baldwin ทำนายว่าการปั้นช่วยให้สิ่งมีชีวิตสามารถตั้งอาณานิคมสภาพแวดล้อมใหม่ ๆ และพวกเขาก็จะพัฒนาการปรับตัวใหม่ ๆ ผ่านการคัดเลือกโดยธรรมชาติจนถึงขณะนี้เรายังขาดเครื่องมือทางพันธุกรรมเพื่อแสดงให้เห็นว่าเกิดอะไรขึ้นในการตั้งภาคสนาม "

เมื่อนักวิจัยย้ายจิ้งจกด้านข้างออกจากพื้นหนึ่งไปอีกอันหนึ่ง (ตัวอย่างเช่นจากทรายไปจนถึงหินลาวา) การเปลี่ยนแปลงสีจะเริ่มปรากฏภายในหนึ่งสัปดาห์และการเปลี่ยนแปลงสีอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหลายเดือนหลังจากนั้น "ดูเหมือนว่ามีการสร้างเม็ดสีเมลานินที่มีความเข้มขึ้นอย่างช้าๆและค่อยๆ" Corl กล่าว

จิ้งจกประชากรในและนอกลาวาไหลทั้งสองมีความยืดหยุ่นนี้ทำให้พวกเขาเปลี่ยนสีเมื่อย้ายไปอยู่ในสภาพแวดล้อมใหม่ แต่ทั้งสองกลุ่มนี้มีความแตกต่างกันในการสร้างเม็ดสี การวิเคราะห์ทางพันธุกรรมพบความแตกต่างระหว่างประชากรทั้งสองในสองยีนที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมการผลิตเมลานิน

นักวิจัยได้ทำการศึกษาจิ้งจกแบบผสมข้ามสายพันธุ์จากทั้งสองประชากรทำให้ลูกหลานอยู่ในสภาพแวดล้อมทั่วไปและวัดสีของลูกหลาน การทดลองดังกล่าวแสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงของยีนที่เกี่ยวกับเมลานินมีความสัมพันธ์กับความมืดของหนังสัตว์จิ้งจก

การสุ่มตัวอย่างทางพันธุกรรมของจิ้งจกที่อยู่ด้านข้างโดยรอบการไหลของลาวาแสดงให้เห็นว่าสายพันธุ์ของยีนที่พบในประชากรลาวาถูก จำกัด ให้ประชากรเหล่านั้นชี้ให้เห็นว่าสายพันธุ์เกิดขึ้นจากการกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นในจิ้งจกที่อาศัยอยู่ในลาวาและแพร่กระจายภายในประชากรนั้น การศึกษาแบบจำลองทางประชากรศาสตร์ชี้ว่าการกลายพันธุ์ใหม่เกิดขึ้นนับพัน ๆ ปีหลังจากการไหลของลาวาเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 22, 000 ปีก่อน

"เราได้ศึกษาจิ้งจกที่อยู่ด้านข้างโดยสิ้นเชิงแม้กระทั่งที่ไหลลาวาอีกสายหนึ่งและสายพันธุกรรมเหล่านี้มีอยู่ใน Pisgah เท่านั้นดังนั้นเราจึงรู้ว่านี่เป็นจุดที่เกิดขึ้น" Sinervo กล่าว "เหล่านี้เป็นยีนที่ควบคุมสีโดยการควบคุมทางเดินการผลิตเมลานิน แต่ในลักษณะที่ซับซ้อนจิ้งจก Pisgah มีการจับคู่ที่ดีที่สุดกับสีของลาวาของประชากรใด ๆ แต่พวกเขายังสามารถกลับไปที่ทรายและตรงกับที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง พื้นหลัง."

ช่วงของสีที่เป็นไปได้สำหรับจิ้งจกแต่ละคนเป็นที่น่าทึ่ง "ในบางวิธีก็น่าทึ่งที่การคัดเลือกโดยธรรมชาติยังคงทำหน้าที่ในที่ที่มีความเป็นปึกแผ่นมากดังนั้นสิ่งที่ต้องใช้ก็คือการไม่ลงตัวและสามารถสร้างความแตกต่างระหว่างชีวิตกับความตาย" นายคอร์ลกล่าว "ยังคงมีการแปรปรวนในประชากรดังนั้นเราจึงได้รับการคัดเลือกจากธรรมชาติในกระบวนการของการแสดงออกของยีนเหล่านี้ขณะนี้เราสามารถดำเนินการด้านข้อมูลและการศึกษาในห้องปฏิบัติการเพื่อให้เข้าใจถึงลักษณะของลักษณะพลาสติกที่สูงขึ้นได้อย่างไร"

menu
menu