Zjistěte, jak malé genetické změny řídí evoluci ještěrek
Výzkum provedený vědci z Austrálie, Německa a Vietnamu spojil rychlé a pomalé evoluční procesy. Jak mohou dědičné variace vysvětlit vznik původních amerických druhů. Matematický model aplikovaný na ještěrky ukazuje, jak malé, rychlé změny v jejich genech souvisí s transformacemi, ke kterým dochází v průběhu milionů let.
Mohlo by vás zajímat: „Dorsetský mečový drak“: jak objev druhu starého 190 milionů let může změnit historii mořské evoluce. Skupina vědců z Austrálie, Vietnamu a Německa vyvinula a publikovala studii v časopise Evolution Letters . Jedná se o první matematický model, který integruje krátkodobý přirozený výběr s evolučními procesy probíhajícími u anolisů.
Jedná se o rod šupinatých ještěrek žijících v Americe. Zahrnuje více než 430 druhů. Některé z nich mohou měnit barvu, což jim vyneslo obecné označení „americké chameleony“. Práce vědců jim umožňuje sledovat, jak se mění a vzájemně ovlivňují genetické charakteristiky jak uvnitř druhů, tak mezi nimi.
Výsledky otevírají nové obzory pro evoluční teorii. Představují důležitý krok v diskusi o tom, zda mikroevoluce může vysvětlit makroevoluci v evoluční biologii. „Nyní můžeme tento spor vyřešit pomocí modelu, který zahrnuje oba procesy a současně sleduje, jak se znaky uvnitř druhu mění v průběhu času,“ uvedla Simona Blomberg, hlavní autorka studie. Pracovali s genetickými údaji středoamerických ještěrek anolisů.
Původ historické evoluční otázky
Po mnoho let vědci diskutovali o tom, zda malé genetické změny, ke kterým dochází v průběhu několika generací, mohou vysvětlit vznik nových druhů. K analýze používají G-matici – tabulku, která ukazuje, jak se dědí různé znaky v rámci rodin zvířat. Neexistovaly však modely, které by vysvětlovaly, jak se tyto tabulky mění v průběhu mnoha generací a druhů. Hlavním cílem studie bylo vytvořit model, který by nám umožnil pochopit evoluci G-matice v genealogických stromech různých zvířat.
Použití matematického modelu
Tým použil pokročilé matematické nástroje a přizpůsobil myšlenky z fyziky a ekonomie, aby zajistil soulad genetických tabulek s nezbytnými pravidly. Model otestovali na datech sedmi druhů ještěrek anolis. Změřili znaky, jako je délka nohou a velikost hlavy. „Existuje sedm druhů těchto malých, barevných ještěrek rodu Anolis a my máme data o variabilitě osmi znaků, včetně délky kostí nohou, velikosti čelistí a šířky hlavy,“ řekl doktor Blomberg.
Ekonomické vzorce byly také upraveny pro analýzu biologických údajů o ještěrkách. Model nám umožnil simulovat, jak se znaky a vzájemné vztahy mezi nimi mění v průběhu evoluce. Ze všech testovaných modelů nejlépe popisoval genetické změny studovaných ještěrek takzvaný „izospektrální“ model.
Tento model ukazuje, že směr změn se může lišit, ale celkový objem genetické variability zůstává v průběhu času konstantní. Vědci také analyzovali jiné modely, jako jsou modely Ornstein-Uhlenbeck a Brownův pohyb, které se používají ke studiu průměrných nebo náhodných změn. U ještěrek rodu Anolis však data nejlépe odpovídala izospektrálnímu modelu.
Studie otevírá nové možnosti pro pochopení vzájemného vztahu mikro- a makroevoluce v evoluční biologii. Jedním z omezení studie bylo použití dat pouze ze sedmi druhů, což může ovlivnit přesnost výsledků. Vědci proto navrhují aplikovat model na větší počet druhů a skupin zvířat, aby potvrdili své výsledky. Práce nabízí jedinečný koncept pro studium evoluce a genetických souvislostí u zvířat v průběhu času.
Tento model vyvolává nové otázky o evoluční flexibilitě a omezeních a může nám pomoci pochopit, jak se zvířata přizpůsobují nebo mění pod vlivem nových výzev. Dr. Blomberg zdůraznila, že doufá, že model bude aplikován na větší počet druhů, aby se rozšířilo naše chápání biologické evoluce. Tento úspěch představuje mocný nástroj pro studium toho, jak malé genetické modifikace vedou k velkým evolučním změnám.
