Eidechsen veröffentlicht und auf Inseln Show Evolution am Arbeitsplatz gestrandet
Wie etwas aus einem Reality-TV-Show, Wissenschaftler veröffentlicht Paare von kleinen Eidechsen auf kleinen unbewohnten Inseln in den Bahamas und beobachtet, was passiert ist. Anstatt zu spielen um Geld oder Ruhm, spielte die Reptilien überleben, so dass die voyeuristische Forscher Zeuge die Interaktion zwischen evolutionären Prozessen in der Natur nur selten beobachtet.
Nach mehrere Jahre und mehrere Generationen von Eidechsen, die Forscher fanden heraus, dass beide natürliche Selektion – wobei Züge, die überleben zu verbessern von Generation zu Generation weitergegeben bekommen — und zufällige Prozesse dazu beigetragen, die Tiere Genetik und ihre physikalischen Eigenschaften.
"Wir waren tatsächlich in der Lage zu sehen, wie diese Prozesse und dokumentieren sie in einer natürlichen Umgebung geschehen," sagte Jason Kolbe, ein Biologe an der University of Rhode Island, der die Studie leitete LiveScience. "Wir wissen, dass Inseln sind im Laufe der Zeit durch neue Arten besiedelt, aber wir nur selten sind sehen, es geschehen."
Wenn ein paar Individuen einer Spezies ein neues Gebiet besiedeln, durchlaufen ihre Nachkommen sogenannten Gründereffekt, die eine Änderung der Genetik oder physikalischen Eigenschaften ist. Aufgrund der geringen Anzahl der Gründungsmitglieder Einzelpersonen erfährt die neue Bevölkerung einen Verlust genetische Variabilität, was häufig bei Personen, die körperlich und genetisch verschieden von ihrer Quelle Bevölkerung sind.
Neben zufälligen Prozessen wie der Gründereffekt, der hat alles, was mit den zufälligen Genen zu tun, die von den ersten Menschen auf der Insel überliefert bekommen, erleben Populationen auch natürliche Selektion, wo sie an ihre Umgebung anpassen und vorteilhaften Eigenschaften an ihre Nachkommen weitergeben.
Aber wie viel von der evolutionären Divergenz in getrennten Populationen ist durch den Gründereffekt und wie viel von der natürlichen Selektion ist?
Gründereffekt gegen natürliche Selektion
Kolbe und seine Kollegen zufällig erfahren, ausgewählten Mann-Frau-Paare von Braun Anole (Anolis Sagrei) Echsen aus Eisen Cay, einer Insel auf den Bahamas und auf sieben kleineren Inseln im Jahr 2005 veröffentlicht. Die kleineren Inseln, deren Eidechse Bevölkerung durch einen letzten Hurrikan ausgerottet hatte, sind sehr ähnlich zueinander, bevölkert von den gleichen Arten von Insekten, Vögel und Vegetation (kurze Peelings), aber sehr anders als Eisen Cay, die bewaldet ist.
Die bisherige Forschung hat gezeigt, dass Wald Anolis längere Hinterbeine als ihre Vettern Peeling – lange Gliedmaßen können Eidechsen, schneller über dicke Äste zu bewegen, während kurze Gliedmaßen Eidechsen die Stabilität geben, die sie benötigen zu Fuß entlang der schmalen Sitzstangen.
Die Forscher voraus, dass im Laufe der Zeit die Eidechsen in ihrem Experiment kürzere Hinterbeine als diejenigen von den Eidechsen auf Eisen Cay entwickeln würde, aber sie wussten nicht, welche Rolle der Gründereffekt in dieser Angelegenheit spielen würde.
In den nächsten vier Jahren Kolbe und sein Team die Extremität Längen gemessen und analysiert das genetische Material von Gewebeproben aus der braunen Anole Eidechsen auf Eisen Cay, die sieben experimentellen Inseln und 12 nahe gelegenen Inseln (diente als Kontrollen sicherstellen, dass alle Änderungen, die sie in der experimentellen Insel Eidechsen beobachten waren nicht bezeichnend für natürliche Veränderungen in der Art).
Nach dem ersten Jahr der Studie, die Forscher sofort bemerkt einen Gründereffekt — die Nachkommen der ursprünglichen Eidechsen plumpste auf den Inseln im Jahr 2005 hatte weniger genetischen Variabilität als die Eisen Cay Eidechsen.
"Es gab auch erhebliche Unterschiede in der hinteren Gliedmaßen Länge unter den Inseln, obwohl die Eidechsen alle aus derselben Quelle Bevölkerung waren," sagte Kolbe. Da der Gründereffekt ein zufälliger Prozess unabhängig von der Umgebung, gab es kein Muster, die Länge der Hinterbeine die Eidechsen und scheinbar keine Beziehung zwischen Leib und Barsch Durchmesser, erklärte er.
In den nächsten Jahren ist jedoch eine Muster für die Eidechsen auf den experimentellen Inseln entstanden. Mit jeder Generation bekam ihre Hinterbeine kürzer, so dass sie besser geeignet für ihre Umgebung. Aber der Gründereffekt war nicht völlig ausgelöscht: Eidechse Bevölkerung mit den längsten Beinen im Jahr 2006 hatte die längste Gliedmaßen noch drei Jahre später.
"Beide Prozesse scheinen hier wichtig zu sein sagte," Kolbe. "Original Unterschiede entstanden, waren zufällig, und dann die Umwelt verringert ihre mittlere Länge der hinteren Gliedmaßen."
Erhaltung Implikationen
Andrew Hendry, Evolutionsbiologe an der McGill Universität in Quebec, der nicht in der Forschung beteiligt war, war beeindruckt von der Studie und ihre Ergebnisse. "Es gibt sehr wenige experimentelle Studien, die diese Prozesse in der Natur angeschaut haben," sagte Hendry LiveScience. "Ich genau die gleiche Studie hätte ich daran gedacht hatte."
Aber, Hendry Notizen, "Ich bin nicht sicher wie viel er uns über reale Situationen informiert." Die Forscher richten Sie ein Experiment, wo würden sie sehen die maximale Wirkung der evolutionären Prozesse, was nicht immer der Fall im wirklichen Leben, sagte er. Hendry ist interessiert was passieren wenn mehr als zwei Tiere würden eine Gründerpopulation zur Erstellung verwendet wurden.
David Reznick, Evolutionsbiologe an der University of California, Riverside, war fasziniert, dass alle von den experimentellen Bevölkerungen im Verlauf der Studie überlebten (im Durchschnitt der Bevölkerung wuchs tatsächlich 13-fold in den ersten zwei Jahren vor der Abflachung). Wenn eine Bevölkerung nur mit ein paar Individuen beginnt, sagte besteht immer die Gefahr von Inzucht, das verringert die Fitness der Bevölkerung und ihre Fähigkeit zu überleben und sich fortzupflanzen, er.
Wenn die Eidechse Bevölkerung wachsen weiter, könnte die Studie Folgen für Naturschutzbiologie, haben die Arten an den Rand des Aussterbens wiederherstellen soll.
"Es würde bedeuten, dass eine kleine Anzahl von Gründer ausreicht, solange der Populationen wachsen gut, nachdem sie eingeführt haben," sagte AWR LiveScience. "Wiederherstellung Arten und ihrer Lebensräume sind wichtige Themen, die wir heute konfrontiert sind."
Die Studie wurde online veröffentlicht heute (2. Februar) in der Fachzeitschrift Science.