İki deniz salyangozu türü, Littorina saxatilis, farklı ortamlara adapte olmuştur. Yengeç ekotipi (solda) daha büyüktür ve yırtıcı hayvanlara karşı temkinlidir. Dalga ekotipi (sağda) daha küçüktür ve cesur bir davranışa sahiptir. © David Karmelit
Klosterneuburg, Avusturya — Tipik olarak bilim adamları, evrimin herhangi bir türde büyük değişikliklere yol açmasının sayısız yüzyıllar sürdüğüne inanırlar. Ancak yeni bir çalışma, bu şaşırtıcı sürecin göz açıp kapayıncaya kadar ortaya çıktığını gösterdi.
Avusturya Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’nden (ISTA) ve Norveç’in Nord Üniversitesi’nden araştırmacılardan oluşan bir ekip, deniz salyangozlarının sadece 30 yıl içinde atalarına çok benzeyecek şekilde evrimleştiğini gözlemledi; bu, evrimsel açıdan çok kısa bir süre.
Hikaye, 1988 yılında İsveç-Norveç sınırı yakınındaki Köster Takımadaları’nda zehirli bir alg çoğalmasının, kayalık olarak bilinen küçük kayalık yüzeylerdeki deniz salyangozu popülasyonlarını yok etmesiyle başlıyor. Bu çevre felaketi pek çok kişiye önemsiz görünse de, Göteborg Üniversitesi’nden deniz ekolojisti Kirsten Johansson’a göre evrimi eylem halinde incelemek için eşsiz bir fırsat sundu.
Yosunların çiçeklenmesinden dört yıl sonra, 1992’de Johansson, salyangozları artık boş olan bu meralardan birine yeniden yerleştirmeye karar verdi. İşin ilginç yanı şu: Orada daha önce yaşayan aynı tür salyangozları geri getirmek yerine, aynı türden tamamen farklı bir grup getirdiler. Litorina saxatilis.
Yaygın olarak Kuzey Atlantik Okyanusu kıyılarında bulunan bu deniz salyangozları, kendi özel ortamlarına uyacak şekilde farklı özellikler geliştirmiştir. İki ana tür “dalga salyangozları” ve “yengeç salyangozları” olarak bilinir. Dalga salyangozlarıBaşlangıçta kayalık kayalarda yaşayan bu canlılar, ince kabukları, büyük, yuvarlak delikleri ve cesur davranışlarıyla küçüktü; dalgaların dövdüğü ortamlarda hayatta kalmalarına yardımcı olan adaptasyonlardı. Yengeç salyangozlarıÖte yandan, daha büyüktürler, daha kalın kabuklara, daha küçük açıklıklara ve daha temkinli davranışlara sahiptirler; bu özellikler onları daha sakin sularda yengeç avcılarından korur.
Johansson’un deneyi, daha önce dalga salyangozlarına ev sahipliği yapan bir kayak alanına yengeç salyangozlarının getirilmesini içeriyordu. Soru şuydu: Bu yengeç salyangozları dalgaya maruz kalan yeni ortamlarına nasıl uyum sağlayabildiler?
Sonuçlar dergide yayınlandı Bilimin ilerlemesi İnanılmaz bir şey değildi. Sadece birkaç nesil içinde (salyangozlar yılda bir veya iki kez ürer) bilim insanları adaptasyonun kanıtlarını görmeye başladı. 30 yıl boyunca kültüre alınan yengeç salyangozları, alglerin ortaya çıkmasından önce kayalarda yaşayan dalga salyangozlarına benzeyecek şekilde gelişti.
ISTA lisansüstü öğrencisi Diego Garcia Castillo, “30 yıllık deneyler boyunca salyangozların neye benzeyeceğini ve hangi genetik bölgelerin dahil olacağını güçlü bir şekilde tahmin edebildik” diyor. çalışmanın baş yazarlarından biri. Medya yayını.
Bu çalışmayı özellikle büyüleyici kılan şey, salyangozların bu yeni özellikleri sıfırdan geliştirmemiş olmasıdır. Bunun yerine, düşük düzeylerde de olsa, kendi popülasyonlarında zaten mevcut olan genetik çeşitlilikten yararlandılar. Bu mevcut genetik çeşitlilik, komşu dalga salyangoz popülasyonlarından gelen potansiyel gen akışıyla birleştiğinde, yeni ortama hızlı adaptasyona olanak sağladı.
Bu çalışmanın sonuçları salyangoz dünyasının ötesine uzanıyor. Hızlı çevresel değişim çağında türlerin nasıl hızlı bir şekilde uyum sağladığını anlamak çok önemlidir.
Garcia-Castillo şöyle açıklıyor: “Bu çalışma, tekrarlayan evrime daha yakından bakmamıza ve bir popülasyonun geçmişte benzer koşullar altında ayrı ayrı evrimleşen özellikleri nasıl geliştirebileceğini tahmin etmemize olanak tanıyor.”
Nord Üniversitesi’nden araştırmacı ve çalışmanın ortak yazarı Anya-Marie Westram, adaptasyonda genetik çeşitliliğin önemini vurguluyor.
“Tüm türlerin geniş gen havuzlarına erişimi yoktur ve sıfırdan yeni özellikler geliştirmek çok yavaştır. Adaptasyon çok karmaşıktır ve gezegenimiz aynı zamanda aşırı hava olayları, hızlı iklim değişikliği ve kirlilik dönemleriyle birlikte karmaşık değişikliklerle de karşı karşıyadır” diyor. Westram. Ve yeni parazitler.” “Bu araştırma, türlerin genetik çeşitliliğini kaybetmemesi için insanları çeşitli doğal yaşam alanlarını korumaya ikna etmeye yardımcı olabilir.”
Gezegenimiz aşırı hava olayları, iklim değişikliği, kirlilik ve yeni parazitler gibi karmaşık değişikliklerle karşı karşıyayken, türlerin hızla uyum sağlama yeteneği onların hayatta kalmalarının anahtarı olabilir. Bu çalışma, evrimin nispeten kısa zaman dilimlerinde nasıl işlediğine dair bir bakış sunarak, hızlı çevresel değişimle karşı karşıya kalan türler için umut sunuyor.
Bugün, deneysel yamaçlarda bulunan salyangozların sayısı yaklaşık 1.000’e çıktı; bu da onların yeni koşullara uyum sağlama ve gelişme konusundaki olağanüstü yeteneklerini ortaya koyuyor. Küresel ölçekte çevresel zorluklarla yüzleşmeye devam ederken, bu küçük deniz salyangozlarından öğrenilen dersler, türlerin değişen dünyamıza nasıl tepki vereceğini anlamak ve belki de tahmin etmek açısından çok değerli olabilir.
Makale özeti
metodoloji
Bu çalışmada araştırmacılar, bir grup deniz salyangozunun nasıl oluşacağını tahmin edip edemeyeceklerini bilmek istediler. Litorina saxatilisyeni ortama uyum sağlayacak. Bunu yapmak için salyangozları, yengeç yırtıcılarının hakim olduğu bir yaşam alanından, güçlü dalgaların çevreyi şekillendirdiği bir yere taşıdılar. Bu, küçük kayalık bir adanın test alanı olarak hizmet verdiği İsveç kıyısında meydana geldi. Salyangozlar, fiziksel özelliklerinin (kabuk boyutu ve şekli gibi) ve genetik yapılarının nasıl değiştiğini izlemek için 30 yıl boyunca gözlemlendi.
Çalışma, kabuk özellikleri ve genlerdeki değişikliklerin, araştırmacıların başka yerlerdeki farklı ortamlara doğal olarak uyum sağlayan salyangozlarda gözlemlediği değişikliklerle eşleşip eşleşmeyeceğine odaklandı. Zaman içinde fiziksel özelliklerde, belirli genetik özelliklerin sıklığında ve kromozomal düzenlemelerde meydana gelecek değişiklikleri tahmin ettiler.
Temel bulgular
Araştırmacılar, dalgaların baskın olduğu habitatlara nakledilen salyangozlarda çarpıcı değişiklikler gördü. Zamanla salyangozlar, dalgaların yoğun olduğu ortamlarda doğal olarak gelişen yerel sakinlere daha çok benzemeye başladı. Örneğin, yengecin habitatında bulunan daha kalın, daha koruyucu salyangoz kabuklarına kıyasla kabukları daha ince, farklı şekil ve desenlere sahip.
Genetik olarak da araştırmacıların öngördüğü değişikliklerin çoğu gerçekleşti. Sörfün yoğun olduğu bir ortamda hayatta kalmayla ilişkili genler daha yaygın hale geliyor. Genel olarak salyangozlar hızlı bir şekilde adapte oldular ve sadece birkaç yıl içinde daha çok dalgalara uyum sağlayan salyangozlar gibi görünüp davrandılar.
Çalışmanın sınırlamaları
Birincisi, çalışma çok spesifik bir ortamda yürütüldü; bu da sonuçların her türlü çevresel değişiklik için geçerli olmayabileceği anlamına geliyor. Dalgalar ve yengeçler yalnızca bir dizi doğal stresi temsil eder ve sıcaklık değişiklikleri veya kirlilik gibi diğer faktörler salyangozları farklı şekilde etkileyebilir.
Çalışma ayrıca belirli bir salyangoz türüne odaklandı ve diğer organizmalar için geçerli olmayabilir. Son olarak, araştırmacılar 30 yıl boyunca ara sıra örnekleme yapmak zorunda kaldıklarından, verilerde salyangozların nasıl değiştiğine ilişkin tüm ince ayrıntıları yakalayamayan boşluklar olmuş olabilir.
Tartışma ve çıkarımlar
Bu çalışmanın ana fikri, popülasyonların genetik çeşitliliği hakkında bildiklerimize ve başka yerlere nasıl uyum sağladıklarına dayanarak çevresel değişikliklere nasıl uyum sağlayacaklarını tahmin edebilmemizdir. Bu deneydeki salyangozlar hızla adapte oldu ve mevcut genetik çeşitliliğe sahip türlerin hızlı çevresel değişikliklere dayanabildiğini gösterdi.
Bu, iklim değişikliği ve insan kaynaklı diğer çevresel dönüşümler bağlamında önemli bir keşif. Ancak çalışma, bu tür öngörülebilirliğin her durumda, özellikle de çevresel değişikliklerin tamamen yeni veya aşırı olduğu durumlarda geçerli olmayabileceğini de vurguluyor.
Finansman ve açıklamalar
Bu proje, Norveç Araştırma Konseyi, İsveç Araştırma Konseyi, Avrupa Araştırma Konseyi, Avusturya Bilim Fonu ve Portekiz Bilim ve Teknoloji Vakfı dahil olmak üzere çeşitli kaynaklardan destek aldı. Araştırma, bilimsel çalışmalarda hayvanların tedavisine ilişkin katı düzenlemeler izlenerek İsveç’teki hayvanlar üzerinde gerçekleştirildi. Araştırmacılar tarafından herhangi bir önemli çıkar çatışması beyan edilmedi.
“Pop kültürkolik. Web nerd. Sadık sosyal medya uygulayıcısı. Seyahat fanatiği. Yaratıcı. Yemek gurusu.”
More Stories
Bir karıncanın yüzünün bu çarpıcı fotoğrafı bir kabustan fırlamış gibi görünüyor: ScienceAlert
SpaceX Florida’dan 23 Starlink uydusunu fırlattı (video ve fotoğraflar)
ULA, Vulcan güçlendirici anormalliğini incelerken aynı zamanda aerodinamik sorunları da araştırıyor