Hvorfor arent hus spurve så store som gæs?

Hvorfor er gråspurve den nøjagtige størrelse, de er? Hvorfor er de ikke kolibri størrelse eller så store som gæs?

Det lyder som et mærkeligt spørgsmål at stille, men det er faktisk et overordnet spørgsmål om evolution. Det kan måske fortælle os noget om, hvordan vi tilpasser os ændringer i miljøet. Vores planet ændrer sig, og vi skal ændre med den.

Hvorfor har vi udviklet os, som vi har? Evolutionsteorien siger, at vi har tilpasset os vores forhold. Så spurve er nok så store, som de burde være, efter deres levevilkår.

Men kan vi bevise det? Forskere har kørt eksperimenter i laboratorier, men aldrig i naturen. Kan det lade sig gøre?

Puslet med evolution

En gruppe forskere ved det norske universitet for videnskab og teknologi (NTNU) ønskede at prøve det eksperiment. Først ville de manipulere med evolutionen for at se, om de kunne ændre spurvenes størrelse. Det ville de gøre ved at fange vilde fugle på øer og afvise personer med uønskede egenskaber.

Efter at have frigivet de udvalgte fugle tilbage i naturen, forskerne ønskede at se, om deres størrelse ville vende tilbage til det normale gennem evolutionens naturlige udvælgelsesproces.

"Det er første gang i verden, at nogen har foretaget kunstig selektion af fugle fra en vild bestand, siger Thomas Kvalnes, en postdoktor ved NTNUs biologiske afdeling.

Tre norske øer-Leka i Nord-Trøndelag amt og Vega og Hestmannøy i Nordland amt-har gode spurvebestande. Øerne er langt fra isolerede, men tilstrækkeligt målbare og begrænsede i størrelse, så de er næsten ideelle steder at udføre denne type eksperimenter.

Forskere har fulgt disse populationer siden 2001, så de har lært habitatforholdene godt at kende.

Størrelsen er betydelig

På Vega, forskere ønskede at gøre fuglene mindre og på Leka ville de gøre dem større. Hestmannøy blev efterladt alene som kontrolgruppe for at sikre, at der ikke kom andre variabler i spil. "Om vinteren, inden yngletiden, vi fangede alle spurvene på Leka. Vi lånte en lade, hvor vi lukkede i alle spurvene, ”siger Kvalnes.

Nogle få slap væk, men forskerne fangede omkring 90 procent af spurvene.

Derefter målte forskerne fuglenes tarsus - den længste del af foden på spurvene - mellem tæerne og benet. Længden af ​​denne knogle afspejler fuglenes samlede kropsstørrelse. Ud fra disse målinger, forskerne ankom til en gennemsnitlig længde.

Blodprøver blev udført på samme tid, så forskere kunne bestemme fuglenes genetiske slægtninge. Fuglene var bundet.

Forskerne udførte den samme procedure på Vega og Hestmannøy. Omkring 100 til 300 fugle blev indsamlet hvert sted.

Forvist hjemmefra De største fugle indsamlet på Leka blev på deres ø, mens de mindste fugle, der blev indsamlet på Vega, blev holdt på den ø. På Hestmannøy, forskere frigav alle spurvene tilbage på øen, så snart de havde indsamlet dataene.

Resten af ​​fuglene fra Leka og Vega blev transporteret langt væk på fastlandet, til Namsos og Overhalla, langt nok, så de ikke kunne komme tilbage til øerne og yngle med de resterende fugle der. Mellem 55 og 65 procent af fuglene blev fjernet fra deres øer.

På denne måde, de største fugle på Leka endte med at yngle med hinanden, ligesom de mindste fugle på Vega.

Forskerne gentog denne proces hvert år fra 2002 til 2005.

Fuglens størrelse ændret

Som forskerne havde troet, den seneste generation af fugle blev i gennemsnit større end den forrige. På Vega blev fuglene mindre, og på Hestmannøy forblev størrelsen stabil.

"Denne ændring afspejlede sig i fuglenes genetiske yngleværdi, ”siger Kvalnes.

Brug af blodprøver, forskerne kunne se, hvilke fugle der var i familie med og havde ynglet med hvilke andre. De kunne også se, hvilke individer der var bedst til at videregive deres gener.

Spurve, der var fløjet ind fra andre steder og havde ynglet på de tre øer, kunne forskerne også opdage og justere for.

Mange gener påvirker kropsstørrelse. Vi ved ikke præcist, hvor mange men vi ved godt, at gensammensætning er en faktor i fuglenes fænotype - det vil sige spurvenes observerbare egenskaber.

Forskerne var gået ind og kunstigt ændret den genetiske sammensætning af fuglebestandene, og dermed ændre deres størrelse.

"Ændringerne var meget større, end der kunne forklares ved tilfældigheder, ”siger Kvalnes.

Det faktum, at fuglene i det nærliggende Hestmannøy ikke ændrede sig, indikerer, at ændringerne ikke kan forklares med andre forhold, såsom temperaturvariationer eller ændret adgang til mad.

Komplet udgivelse

Men sådan har det været for landmænd og hundeopdrættere i flere hundrede år. De har valgt deres dyr ud fra ydre egenskaber og endte med køer, der giver mere mælk og hunde med ubrugelige næser og dårlige hofter. Alle regnede med, at disse ville være resultaterne i denne del af eksperimentet.

Den næste del af forsøget, der måske var den vigtigste. Hvad ville der ske, når forskerne stoppede med at manipulere med naturlig selektion?

Mellem 2006 og 2012, målingerne fortsatte, men spurvene blev derefter frigivet og kunne yngle, som de ville.

Tilbage til original størrelse

Denne fase gik også som forskere forudsagde.

Den gennemsnitlige kropsstørrelse på Leka flyttede nedad mod originalen. Størrelsen på Vega -fuglene steg.

Inden for en kort periode og kun få generationer, alt vender tilbage til det, som det var, før forskere gik ind og kunstigt udvalgte fugle til avl. Dette afspejlede sig i avlsværdien.

Det er rart for forskerne. Men hvad kan eksperimentet fortælle os andre?

Hvad siger det egentlig?

Blandt andet, eksperimentet afslører, at spurve faktisk har en ideel størrelse tilpasset de forhold, de lever i. Hvorfor er de præcis så store, vi ved det ikke, men flere ting kan spille ind.

"Hvis de vokser sig store nok, det kan være lettere at holde varmen om vinteren, ”siger Kvalnes.

Store individer holder sig lettere varme end de små. Dette skyldes det faktum, at kropsoverfladearealet er mindre i forhold til volumen, så der kommer mindre varme ud. Måske er det netop det, der er nødvendigt for at overleve vinteren?

Men samtidig, det er ingen fordel at være for stor, enten. Måske bliver du så en mere sårbar fangst for rovfugle? Indtil videre er det mest spekulationer. Vi ved det faktisk ikke med sikkerhed.

Det, vi ved, er, at fuglebestandene ændrede sig meget hurtigt. Dette kan fortælle os noget om, hvor tilpasningsdygtige spurvene er.

Evolutionsteori virker

Klimaændringer, ændret adgang til mad og andre forhold kan ændre udvælgelsestrykket. Dette ændrer de grundlæggende antagelser, sammen med hvilke individer har en fordel, når det kommer til avl og videreførelse af deres gener til den næste generation.

Spurve er meget tilpasningsdygtige. Dette gælder sandsynligvis også mange andre arter - måske en betryggende ting på en planet, der undergår så meget forandring.

Men det overordnede budskab er dette:Forskerne testede evolutionsteorien, forudsagde resultaterne og tingene gik som forventet.

Spurvene fortæller os, at evolutionsteorien også fungerer uden for laboratoriet.

Ikke dårligt for et eksperiment, der satte sig for at besvare et tilsyneladende underligt spørgsmål.