Iterativ udvikling:Udviklede Aldabra -skinnen to gange?

Ude i Det Indiske Ocean, 400 kilometer nordvest for Madagaskar, der er en lav lagune omkranset af en ring af øer. Disse frynser udgør Aldabra -atollen, et sted, hvor mangrover blomstrer og 100, 000 kæmpeskildpadder vandrer frit.

For nylig, en anden beboer fangede verdens opmærksomhed. Aldabra -skinnen ( Dryolimnas cuvieri aldabranus ) er en fugl i kyllingestørrelse, der udelukkende findes på atollen. Det er også den eneste tilbageværende øfugl i Det Indiske Ocean, der tilfældigvis er flyvefri. Svage armmuskler og asymmetriske flyvefjer holder fuglen jordet.

Alligevel kunne dens forfædre flyve. Aldabra-skinnen udviklede sig fra hvidhalsskinnen ( Dryolimnas cuvieri ), en stadig levende fugl, der ofte tager til himlen. Hvidstruede skinner bebor Madagaskar og naboøerne. For tusinder af år siden, en række af disse fugle fløj ud til Aldabra -atollen.

Derefter, som nu, store rovdyr var sjældne på atollen. Med truslen om predation for det meste væk, fuglenes efterkommere mistede gradvist evnen til at flyve. Det samme skete med dodo, en anden øboende fugl, hvis forfædre overgav flyvning.

At flyve er en aktivitet med høj energi. Når der ikke er behov for at flyve væk fra rovdyr - og du kan få mad ved blot at gå rundt - hvorfor så spilde energien? På Aldabra -atollen, flyvning blev unødvendig for kortsigtet overlevelse. Så over mange generationer, den isolerede jernbanestand gav anledning til de fuldstændig flygeløse fugle, vi kender i dag.

Men vent! Det viser sig, at der er et opsigtsvækkende plot twist. Tilsyneladende, hændelsesforløbet, vi lige beskrev, skete mere end én gang. En undersøgelse fra 2019 tyder på, at flygtede, koloniserende skinner kom til Aldabra og fik en ikke -flyvende underart ved to forskellige lejligheder. Det er som om det naturlige valg rammer "reset" -knappen.

Forskere kalder fænomenet iterativ evolution. I dag, Vi vil forklare, hvad denne proces indebærer - og hvad den ikke gør.

Talen om en atol

Biologerne fra University of Portsmouth Julian P. Hume og David Martill var medforfatter på den banebrydende nye undersøgelse, som optrådte i Zoological Journal of the Linnaean Society den 8. maj, 2019.

Siden deres papir blev offentliggjort, Hume og Martills arbejde har skabt megen presseomtale. Desværre, deres fund er blevet misfortolket bredt. For at høre nogle medier fortælle det, den moderne Aldabra -skinne uddøde på en eller anden måde og genopstod derefter fra de døde. Det er ikke det, der skete. Og det er ikke, hvordan iterativ evolution fungerer.

Fotografer elsker Aldabra -atollen for sine solrige strande og den blå lagune. Hvis du er paleontolog, øerne har endnu en trækning:en rigelig fossilrekord, der går flere hundrede tusinder af år tilbage.

På Ile Picard, den vestligste ø, et gravsted har givet et par forstenede armben fra forhistoriske skinner. Geologiske spor fortæller os, at knoglerne er mere end 136, 000 år gammel.

Det ser ud til, at de døde fugle kunne have brugt en god oversvømmelsesforsikring. At dømme efter fordelingen af ​​marine fossiler (f.eks. oceaniske bløddyrrester), det ser ud til, at atollen var totalt nedsænket under vandet flere gange i de sidste 400, 000 år. Seneste, øerne forsvandt under bølgerne fra omkring 136, 000 til 118, 000 år siden på grund af en stigning i havniveauet. Bagefter, farvandet trak sig tilbage og atollen dukkede op igen.

Gentagelse, Men ikke opstandelse

Nu er det her, historien tager en uventet drejning. Ile Picard -armbenene ser næsten identiske ud med dem, vi ser i levende Aldabra -skinner i dag - hvilket, som du husker, er flyveløse. Derfor, fuglene, de fossiler tilhørte, kunne sandsynligvis heller ikke flyve.

Så teoretisk set da atollen oversvømmede, de pågældende forhistoriske skinner kunne ikke undslippe og blev udslettet. Stakkels ting.

Imidlertid, sagaen sluttede ikke der. Som Hume og Martill forklarer i deres papir, den forstenede fodben af ​​en meget yngre skinne blev engang ekstraheret fra Grand Terre, en anden ø i atollen. Denne prøve er kun omkring 100, 000 år gammel. Ergo, dens ejer levede efter havniveauet gik ned igen, og Aldabra -atollen dukkede op igen.

I et spændende tilfælde af déjà vu, denne fossil ligner meget de analoge knogler i nutidens ikke -flyvende Aldabra -skinne og Assumption -skinnen - en fugl, der uddøde i 1937. (Primære kilder indikerer, at den var flyvefri, også.)

Chancerne er, Grand Terre -fossilen kom fra en fugl, der enten ikke kunne flyve eller var i gang med at miste sin evne til at gøre det. På den ene eller anden måde, det var den sandsynlige forfader til moderne Aldabra -skinner.

Ifølge Hume og Martill, vi ser på en evolutionær overgang. De flygeløse øboere, der døde ud, da atollen gik under, var nedstammer fra en forfædres bestand med højt svævende skinner. Når øerne forsvandt og derefter dukkede op igen, disse luftvandrere genbefolkede atollen og udviklede sig til en helt ny, flyvende underarter - en der stadig er på fri fod i dag.

Historien gentog sig, højt og tydeligt. Det er iterativ udvikling i en nøddeskal.

"Stop mig, hvis du har hørt denne"

Iterativ evolution kan defineres som "den gentagne udvikling af en bestemt egenskab eller kropsplan fra den samme forfædres slægt på forskellige tidspunkter."

Lad os sige, at der er en organisme (eller en nært beslægtet gruppe af organismer) med en temmelig konservativ opbygning, der formår at overleve over en lang periode med geologisk tid. Hvis flere grupper af lignende efterkommere uafhængigt udviklede sig-den ene efter den anden-fra denne fælles forfader, det ville være et klart tilfælde af iterativ udvikling.

Overvej ammonitterne. Spiralskallede slægtninge til blæksprutter og nautilusser, ammonitter vandrede rundt i havene gennem dinosaurernes alder. Nogle eksperter mener, at personer med tyndere skaller, der blev komprimeret fra side til side, var bedre egnet til lavvandede miljøer med meget hurtige strømme. På den anden side, tykkere, tungere skaller lænede sig pænt til dybe områder langt offshore.

Så der er tegn på, at-i visse dele af verden-en forfædres bestand af tykskallede ammonitter med jævne mellemrum ville give anledning til tyndskallede efterkommere, der invaderede naturtyper ved stranden. Da havniveauet faldt, mange af disse levesteder forsvandt, og udløberammonitterne døde ud. Men deres tykskallede forfædre vedvarede-og da havene rejste sig igen, de ville have en ny generation af borgere med lavt vand med tynde skaller.

Og det er bare et eksempel. Iterativ evolution kan også forklare den gentagne stigning og fald af lignende køer i de sidste 26 millioner år. Ligeledes, havskildpadder-specielt dem med havgræs-centreret kost-kan have gennemgået den samme proces under deres evolutionære historie.

Selvom naturligt udvalg er en stærk kraft, den kan ikke genoplive en uddød art. Men når miljøforholdene er rigtige, det kan i hvert fald frembringe en god efterligning.

Aldabra -atollen er et unikt miljø, Ja. Mere end 400 arter, herunder Aldabra -skinnen, findes udelukkende på disse øer - og ingen andre steder i verden!