چه مدت طول می کشد تا گونه های جدید تکامل پیدا کنند؟

چارلز داروین از بی نهایت شکل زیبای تکامل در طبیعت شگفت زده شد. تخمین زده می شود که زمین کنونی خانه حدود 1 تریلیون گونه باشد. اما این گونه ها چقدر طول کشید تا تکامل پیدا کنند؟ به گفته توماس اسمیت، استاد اکولوژی و تکامل زیستی در UCLA:

پاسخ به سوال فوق برای اشکال مختلف زندگی متفاوت است و به معیارهایی مانند دسته گونه و شرایط محیطی بستگی دارد.

این گونه طیف متنوعی را در بر می گیرد که تا ده ها میلیون سال پیش در مقیاس های زمانی انسان زندگی می کردند. از آنجایی که تکامل از طریق تغییرات ارثی، سرعت تولید مثل یا زمان تولید گونه‌ها صورت می‌گیرد، سرعت شکل‌گیری گونه یا سرعت گونه‌زایی محدود است. به عنوان مثال، از آنجا که سرعت تولید مثل باکتری ها بالا است و هر چند دقیقه یا چند ساعت به دو قسمت تقسیم می شوند، می توانند در عرض چند سال یا حتی چند روز به گونه های جدید تکامل یافته تبدیل شوند.

با این حال، شناسایی گونه های باکتریایی جدید کار دشواری است. در حالی که دانشمندان گونه ها را بر اساس ظرفیت آنها برای اصلاح نژادی (تقابل نژادهای مختلف با هم) توصیف می کنند، باکتری ها از طریق رابطه جنسی تکثیر نمی شوند. با این حال، طبق یک مطالعه در سال 2008 در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences، سویه باکتری اشریشیا کلی (E. Coli) که چندین دهه پیش شناسایی شد، برای استفاده از سیترات به عنوان منبع غذایی در محیط اکسیژن تکامل یافته است. از آنجایی که ناتوانی در تغذیه از سیترات یکی از ویژگی های گونه اشریشیا کلی است، تغییر این روند نشان دهنده شکل گیری گونه جدیدی است که طی چندین سال تکامل یافته است.

  سامسونگ احتمالاً روی یک ویجت واقعیت افزوده کار می کند

مار زنگی سبز زمردی

موانع جغرافیایی باعث شد گونه‌های جدیدی مانند مار بوآ و مار پیتون در طی ده‌ها میلیون سال تشکیل شوند که هر دو ژن‌های مشترک دارند. در این عکس مار درختی زمرد را می بینید که یکی از گونه های بومی آمریکای جنوبی است.

گیاهان می توانند کل ژنوم دانه های خود را در پدیده ای به نام پلی پلوئیدی تولید کنند، فرآیندی که نسخه هایی از هر کروموزوم و گونه های جدید را در یک نسل تولید می کند. جداسازی تولیدمثلی به‌طور خودکار منجر به تشکیل گونه‌های جدید می‌شود. از آنجایی که بسیاری از گیاهان خود به خود تولید مثل می کنند، موجودات پلی پلوئید می توانند گونه های جدیدی را ایجاد کنند. به گفته دانشگاه کالیفرنیا سانتا باربارا:

گیاهان اغلب خود بارور می شوند، بنابراین می توانند یک جمعیت کامل تولید کنند.

حتی در قلمرو حیوانات، گونه زایی می تواند در مقیاس های زمانی قابل مشاهده توسط انسان رخ دهد. از جمله آنها می توان به حشرات با تولید سریع اشاره کرد. برای مثال، مگس‌های سیب (Rhagoletis pomonella) همیشه از گیاهان زالزالک تغذیه می‌کردند، اما برخی از آن‌ها هنگامی که در اواسط دهه 1800 به شمال شرقی ایالات متحده رسیدند، به سیب روی آوردند. طبق مطالعه‌ای در سال 2006 در Annals of the Entomological Society of آمریکا، این دو گونه مگس از آن زمان به طور جداگانه تکثیر شده اند و اکنون به عنوان “نژاد میزبان” شناخته می شوند که اولین گام در نوعی گونه زایی بدون موانع فیزیکی است.

گونه‌زایی مهره‌داران معمولاً با سرعت آهسته اتفاق می‌افتد، اما در برخی شرایط می‌تواند با سرعت بالایی رخ دهد. بر اساس مطالعه‌ای در سال ۲۰۱۷ در مجله Science، اورانگوتان‌های گالاپاگوس که به جزیره جدیدی مهاجرت کردند و با یک پرنده بومی جفت‌گیری کردند، طی سه نسل باعث ایجاد دودمان جدا شده جدید شدند. این توالی به احتمال زیاد نشان دهنده شروع بسیار سریع گونه زایی با آمیختگی به جای تجمع آهسته سازگاری است. به گفته لیف اندرسن، یکی از نویسندگان این مقاله و متخصص ژنتیک در دانشگاه اوپسالا در سوئد:

این سناریوی ممکن نشان می دهد که چگونه گونه های جدید شکل می گیرند. با این حال، مشخص نیست که این گونه تا چه زمانی دوام خواهد آورد.

ماهی سیچلاید

هر ساله گونه های جدیدی از سیکلیدها کشف می شود.

محدودیت سرعت

سیکلیدها در دریاچه ویکتوریا در آفریقا رکوردی را در میزان گونه زایی کامل به نام خود ثبت کردند. این ماهی ها در طول 12000 سال گذشته تنها از یک گونه موسس به 300 گونه تکامل یافته اند. برخی از مطالعات، به ویژه مطالعه سال 2000 در مجله Proceedings of the Royal Society B، این جدول زمانی را مورد تردید قرار داد، اما گونه‌های سیکلید استثنایی هستند.

  هفت برنامه برای تقویت و بهبود صدای آیفون

گونه زایی را از روی محدودیت های فیزیکی بررسی کنید تا حد بالایی در زمان گونه زایی پیدا کنید. به عنوان مثال، مارهای بوآ موجود در قاره آمریکا و مارهای پیتون که بومی آفریقا و آسیا هستند، پس از جدا شدن آمریکای جنوبی از آفریقا از یکدیگر جدا شدند. این احتمال وجود دارد که فرآیند گونه زایی کامل پس از جدایی قاره ها ده ها تا صدها میلیون سال طول بکشد. آخرین جد مشترک این مارها حدود 70 میلیون سال پیش در عصر دایناسورها زندگی می کرد، در حالی که قاره های آفریقا و آمریکای جنوبی حدود 140 میلیون سال پیش از یکدیگر جدا شدند. تعیین میانگین یا رایج ترین زمان گونه زایی دشوار است، اما دانشمندان می توانند آخرین اجداد را تخمین بزنند و ایده جدیدی ارائه دهند. به گفته اندرسون:

در پرندگان و پستانداران، می بینیم که شکاف بین گونه های تکامل یافته میلیون ها سال پیش رخ می دهد.

مقاله مرتبط:

مطالعه ای در سال 2015 در مجله Molecular Biology and Evolution ارزیابی دیگری را ارائه می دهد. با بررسی داده های بیش از 50000 گونه (به ویژه باکتری)، محققان به این نتیجه رسیدند که گونه زایی نیاز به تجمع جهش در یک دوره بیش از 2 میلیون سال دارد. این امر در مورد مهره داران، بندپایان (نوعی شامل حشرات، سخت پوستان و سخت پوستان) و گیاهان صدق می کند. با این حال، محققان هشدار می دهند که چنین مدل هایی نیاز به فرضیه های متعدد دارند. دانشمندان بیشتر بر معیارهایی مانند فشارهای محیطی یا جداسازی تولیدمثلی که سرعت گونه زایی را کاهش یا افزایش می دهد متمرکز هستند. اسمیت می گوید:

در بین همه گونه ها، هرچه فشار انتخاب بیشتر و جریان ژن کمتر باشد، احتمال رسیدن به گونه زایی بیشتر می شود.

دیدگاهتان را بنویسید