การศึกษาวิวัฒนาการขนาดใหญ่บังคับให้เราคิดใหม่เมื่อสิ่งมีชีวิตในโลกวิวัฒนาการ

ในช่วงไม่กี่เดือนที่ผ่านมานักชีววิทยาจากมิชิแกนถึงแคลิฟอร์เนียได้ทำการจำลองคอมพิวเตอร์ทั้งวันทั้งคืนพยายามรวบรวมต้นไม้ตระกูลปลาวิวัฒนาการที่ใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์ของท้องทุ่ง ตอนนี้มีปลากว่า 30,000 สายพันธุ์ในภายหลัง ธรรมชาติ และพวกเขากำลังตั้งข้อสงสัยเกี่ยวกับวิวัฒนาการอายุสิบปี

นักชีววิทยาสังเกตเห็นลวดลายทางภูมิศาสตร์มาเป็นระยะเวลานาน สถานที่อบอุ่นและเขตร้อนมีแนวโน้มที่จะมีสปีชี่ส์ของสิ่งมีชีวิตที่หลากหลายกว่าความเย็น “ ความแตกต่างของความหลากหลายของสายพันธุ์จากเสาไปจนถึงเขตร้อนเป็นหนึ่งใน“ รูปแบบที่สำคัญในทางชีววิทยา” ผู้เขียนนำการศึกษาและนักสัตววิทยาจากมหาวิทยาลัยมิชิแกน Daniel Rabosky, Ph.D. ในอีเมลถึง ผกผัน “ ไม่ใช่นักวิทยาศาสตร์รู้ว่าเขตร้อนมีชื่อเสียงในความหลากหลายทางชีวภาพที่โดดเด่น”

แต่บทความใหม่ของ Rabosky ตีพิมพ์เมื่อวันพุธมีทฤษฎีใหม่เกี่ยวกับเรื่องนี้ ต้นไม้ตระกูลปลายักษ์แสดงให้เห็นว่าจริง ๆ แล้วมันคือ ที่หนาวเย็น สถานที่บนโลก - ไม่ใช่เขตร้อน - ที่เป็นแหล่งเพาะพันธุ์สัตว์น้ำใหม่

ราชินีแดงวิ่งเร็วขึ้นเมื่อมันร้อน

ความพยายามที่จะอธิบายความหลากหลายทางชีวภาพของเขตร้อนได้ตั้งอยู่บนแนวคิด "ความหลากหลายทางลาดของละติจูด" บางส่วนโดยทั่วไปนี่หมายความว่ามีจุดที่ร้อนแรงสำหรับการเก็งกำไรบนดาวเคราะห์ของเราที่อยู่ตรงกลาง อย่างไรก็ตามสิ่งนี้ไม่ได้เป็นเพราะเขตร้อนเป็นสถานที่ที่เหมาะสำหรับการอยู่อาศัย

การศึกษาก่อนหน้านี้ชี้ให้เห็นว่าการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างปรสิตผู้ล่าและภัยคุกคามอื่น ๆ ต่อการเอาชีวิตรอดนั้นแข็งแกร่งในเขตร้อนทำให้การคัดเลือกโดยธรรมชาติทำงานได้เร็วเป็นสองเท่าเพื่อป้องกันภัยคุกคามเหล่านี้ทั้งหมด Rabosky กล่าว นี่คือสิ่งที่นำไปสู่ความหลากหลายของพันธุ์ปลาเขตร้อนที่เราทุกคนรู้จักและชื่นชอบ นักชีววิทยาที่ชื่นชอบการเปรียบเทียบแนวความคิดมักจะเปรียบเทียบกระบวนการกับฉากใน Lewis Carroll ผ่านกระจกมอง เมื่ออลิซถูกท้าทายให้แข่งกับราชินีแดง:

“ ประเทศที่ค่อนข้างช้า!” ราชินีกล่าว “ ตอนนี้ที่นี่คุณเห็นใช้เวลาทั้งหมดที่คุณสามารถทำได้เพื่อให้อยู่ในสถานที่เดียวกัน หากคุณต้องการไปที่อื่นคุณต้องวิ่งเร็วอย่างน้อยสองครั้ง!”

จากการเปรียบเทียบที่ผิดปกตินี้มาพร้อมกับภูมิปัญญาดั้งเดิมในชีววิทยาวิวัฒนาการ: ราชินีแดงวิ่งเร็วขึ้นเมื่อมันร้อน นั่นคือจนถึงตอนนี้เนื่องจากงานวิจัยของ Rabosky ปฏิเสธสิ่งเหล่านี้ทั้งหมด

รูปแบบใหม่สำหรับ Speciation

หลังจากสร้างและวิเคราะห์ต้นไม้วิวัฒนาการแล้ว Rabosky และทีมงานของเขาสรุปว่าในช่วงล้านปีที่ผ่านมาปลาที่อาศัยอยู่ในน่านน้ำขั้วโลกได้สร้างสายพันธุ์ใหม่ขึ้นมาเร็วกว่าปลาในเขตร้อน

ทีมนี้จัดการเพื่อค้นหาหลักฐานที่น่าเชื่อถือที่ขัดแย้งกับทฤษฎีวิวัฒนาการมาหลายศตวรรษได้อย่างไร? พวกเขาเริ่มต้นด้วยการวิเคราะห์ข้อมูล DNA ที่มีอยู่จากปลาประมาณ 5,000 สปีชีส์แล้วใช้วิธีการหาตำแหน่งอื่น ๆ เพื่อประเมินว่าปลาที่เหลืออยู่ควรอยู่ในแผนภูมิต้นไม้ตระกูลใด การรันโปรแกรมการวิเคราะห์ทางสถิติที่เรียกว่า BAMM บน "แผนภูมิต้นไม้" นั้นคำนวณว่าสปีชีส์แยกจากกันโดยเร็วเพียงใดโดยการเปรียบเทียบความแตกต่างใน DNA ของพวกเขา: โดยทั่วไปแล้วมันสามารถสันนิษฐานได้ว่า DNA ” จากสายพันธุ์เดียวเป็นสองสายพันธุ์ที่แยกจากกัน

“ ต้นไม้นี้มีขนาดใหญ่กว่าการศึกษาครั้งก่อน ๆ เกี่ยวกับปลา” Rabosky กล่าว “ มันช่วยให้เราสามารถประเมินอัตราที่ชนิดของสัตว์มีความแม่นยำมากกว่าการศึกษาก่อนหน้านี้มาก” อย่างไรก็ตามการค้นพบครั้งใหม่ของเขามีข้อสรุป: ยังไม่มีคำอธิบายที่ดีสำหรับมัน

Rabosky และทีมของเขายังไม่แน่ใจว่าทำไมอัตราการเก็งกำไรเร็วขึ้นในเสา เขาแนะนำว่ามันอาจต้มลงไปสู่ความคิดที่ว่าสภาพขั้วที่ยากลำบาก - เช่น glaciations และน้ำแข็งปกคลุมถาวร - ทำให้เกิดการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ซึ่งเปิดประตูให้สัตว์สายพันธุ์ใหม่ก่อตัวขึ้น เขาเรียกสิ่งนี้ว่า

“ บางทีการสูญพันธุ์กำลังทำลายเผ่าพันธุ์ที่ละติจูดสูงในอัตราที่รวดเร็ว แต่สปีชีส์ใหม่กำลังก่อตัวขึ้นเพื่อเติมเต็มช่องว่างทางนิเวศเหล่านั้นไม่นานหลังจากที่พวกมันถูกกำจัดโดยการสูญพันธุ์” เขาอธิบาย

ที่สำคัญแม้ว่าสิ่งมีชีวิตในเสาจะเบี่ยงเบนเร็วกว่าพวกที่อยู่ในละติจูดที่ต่ำกว่า แต่เขตร้อนก็ยังมีความหลากหลายของสปีชีส์มากกว่า ทั้งหมด Rabosky เรียกสิ่งนี้ว่า "ความร่ำรวยของสายพันธุ์" ซึ่งจนถึงทุกวันนี้ได้รับการอธิบายโดยข้อสันนิษฐานที่ว่าสายพันธุ์นั้นมีแนวโน้มที่จะแยกตัวได้เร็วขึ้นในเขตร้อน ตอนนี้สิ่งที่ค้นพบของ Rabosky ทำให้เกิดช่องโหว่ในเรื่องนี้ แต่ก็ไม่มีคำอธิบายอื่นที่ชัดเจน

สำหรับตอนนี้ดูเหมือนว่าราชินีแดงสามารถวิ่งได้เร็วไม่ว่าอุณหภูมิจะเป็นเท่าไหร่ ในความเป็นจริงเธออาจวิ่งได้เร็วขึ้นเมื่ออยู่นอกตู้เย็น