https://frosthead.com

Čisti dobički

Kakšno tolažbo je, da lahko znanstvenik v tej tehnično nori dobi še vedno opravi pomembne raziskave na svojem dvorišču z mrežo metuljev.

Iz te zgodbe

[×] ZAPRTA

Navadna palica za kristine, ki je približno dvakrat večja od običajne velikosti, daje prednost rastlini ceanothus, ki jo je primešala. (Christina Sandoval) Črnata sorta išče igličaste liste kamilice. (Christina Sandoval)

Foto galerija

Cristina Sandoval je bila študentka ekologije na kalifornijski univerzi v Santa Barbari, ko se je, ne glede na roko, odpravila v gorovje Santa Ynez v bližini kampusa v iskanju diplomske naloge. Tam je nataknila mrežo na različne grmičevje in rastlinske veje, nato pa jih stresla, da bi videla, kaj je izpadlo. Skupaj z zaprašenim suhomontažem posušenih listov, pajkov in ptičjih iztrebkov je zbrala izbor žuželk, dolgih palcev, ki so bile videti kot vejice z vejicami - sprehajalci, oddaljeni bratranci čričkov in ščurkov. Pravzaprav je odkrila novo vrsto sprehajalne palice, ki je v skladu s taksonomsko tradicijo dobila ime po njej, Timema cristinae . "Počutila sem se ponosno, " je povedala o časti in dodala, da ji daje občutek nesmrtnosti in se celo počuti zaščitnega pred svojim šestim nogom.

Dosežek se morda zdi povsem dovolj za usposabljanje znanstvenika, vendar je bil to šele začetek. Sandoval se je za to maloverno bitje lotil 13 let, ko je strupal hrast, mehurčke, segreval vročino in klopotače, da je opazoval njeno palico v svojem skodralem habitatu, valil domače pasti za spoznavanje svojih plenilcev in se z drugimi znanstveniki posvetil njenemu genetskemu vzorcu. Zdaj verjame, da ponuja redek pogled na postopek, ki ga je Charles Darwin slavno imenoval "izvor vrst." Dokazi, ki jih je zbrala, kažejo, da je njena palica, ker jo kuščarji in ptice tako intenzivno plenijo, na robu, da je največji preskok biologije razdelila na dve različni vrsti - pojav, ki ga znanstveniki že dolgo zmedejo, vendar jih redko opazujejo neposredno .

"Eno največjih vprašanj v biologiji je, kako nastajajo vrste?" pravi Sandoval (41), ki je leta 1993 doktorirala in je zdaj direktor rezerve Coal Oil Point, univerzitetno zatočišče divjih živali v Santa Barbari. "Samo v nas je, da želimo ugotoviti, kaj se dogaja v naravi, da ustvarimo neverjetno raznolikost, ki jo vidimo." Tako kot druge sprehajalne palice tudi T. cristinae ne more leteti, živi le nekaj mesecev in večino dnevne svetlobe preživi popolnoma brez težav, dolgočasno. Sega po zahodu, pravi Sandoval, je plapolast in ima krajše noge kot druge sprehajalne palice, moške genitalije pa so izrazite. Toda glavni razlog, da je Sandoval žuželko tako intenzivno raziskoval, je njegova obarvanost, ki ima dve obliki in se razlikuje glede na vrsto grma, ki ga žuželka naseljuje. Tisti, ki so naklonjeni rastlini ceanothus, ki ima rumenkasto zelene ovalne liste, so sami navadni rumenkasto zeleni; radi počivajo sredi listja ceanothusa. Nasprotno pa je T. cristinae, delno grmovnice šamarne, ki ima temno zelene, igličaste liste, na hrbtu ima črto in črtasto listje. V obeh primerih obarvanost žuželke skoraj ni vidna za plenilce, kot so modri jakni in kuščarji, kot je Sandoval ugotovil pri terenskih testih. Ko je postavila črtaste ali navadne žuželke na vejo z njihovega najljubšega grma, je bilo veliko manj golobic v primerjavi s tistimi, ki jih je postavila na veje "napačnega" grma.

Da je sprehajalna palica živa kamuflaža, ni presenečenje; navsezadnje otroci v razredu preučujejo to bitje kot enega izmed bolj očarljivih primerov prilagajanja. Toda Sandoval je fenomen dvignil na novo raven. V skladu s standardnim pogledom na prilagoditev je večja verjetnost, da bo posameznik z obrambnim robom preživel v konkurenčnem svetu ptičjega jedla in prenašal svoje gene na naslednjo generacijo. Toda kako se sorta, ki se razlikuje le z obrambnim mehanizmom, razvija v novo vrsto, ki se ne druži več s pripadniki vrste, iz katere je nastala?

Del odgovora je lahko v parih navadah T. cristinae . Črtasta ali navadna sorta se ponavadi pari s svojo vrsto, ugotovili so Sandoval in sodelavci, čeprav imajo žuželke slab vid. Preferenca bi lahko temeljila na vonju, pravi, ali na okvari dvornega obreda. Ko hoče moški hoče seksa, se prilepi na samico in ji antene odkljuka s svojimi, medtem ko ga z nogami boža po trebuhu. Če jo zanima, se bo parila; če ne, ga bo odrinila stran. "Mogoče samci različnih sort nimajo več ustrezne opreme, " pravi Sandoval. "Mogoče ne opravijo pravilno."

Ne glede na naloge, ki jih žuželke uporabljajo, je pomembno, da se geni, ki vplivajo na paritvene želje, nekako prenesejo skupaj z geni, ki določajo, ali je palica palice črtasta ali navadna. Nato plenilci krepko okrepijo izbiro parjenja T. cristinae : potomci, ki niso niti črtasti niti navadni, se verjetno ne skrivajo dobro in jih je enostavno kužiti za kuščarje in ptice. Potomci, ki se dobro skrivajo, preživijo, se parijo s svojo vrsto itd. Če bi se sčasoma primeri uspešnega križanja med črtastimi in navadnimi sortami potopili na ničlo, bi namesto ene obstajale dve vrsti.

Od Darwina biologi na splošno verjamejo, da se nove vrste v naravi oblikujejo po nekem izjemnem dogodku. Toda Sandoval in sodelavci so pred kratkim poročali o dokazih povsem nasprotno, saj so pokazali, da se po vseh hribih pojavljajo črtaste in navadne vrste. V sodelovanju z molekularnimi biologi z univerze Simon Fraser v Britanski Kolumbiji je na pobočju Santa Ynez vzorčila DNK iz več populacij črtastih in navadnih sprehajalnih palic. Ugotovila je, da sta črtasta in navadna sprehajalna palica z istega grma med seboj tesneje povezana s sprehajalnimi palicami podobnega videza, ki živijo več grmov. Navadni zeleni in črtasti sprehajalni drogovi se nenehno rodijo na, recimo, ravnih listnih grmih. Toda navadne zelene cristine na koncu prevladujejo, ker plenilci izbrišejo večino črtastih posameznikov.

To je velika novica za evolucijske biologe, ki že dolgo verjamejo, da bosta dve skupini iz ene vrste morali ločiti ogromne geografske ovire, na primer ocean ali gorsko območje in morda tisoče let, preden se bodo razvili v točka, ko se ne bi mogli ali ne mogli prepletati. Ugotovitev, da dve vidno ločeni sorti vrste T. cristinae nista nastali enkrat, ampak večkrat v grmu po grmu, je močan znak, da za specifikacijo ni potrebna nobena geografska ovira ali nepopustljivo časovno obdobje.

Dolph Schluter, evolucijski biolog z univerze British Columbia v Vancouvru, je podobne rezultate našel v svojih študijah na ribah, ki jih vračajo. Pravi, da so izsledki pohodne palice "izredno kul", ker združujejo tehnologijo DNK s staromodnim terenskim delom, da bi razkrili notranje delovanje evolucije, ki je običajno prepočasna za opazovanje.

Sandoval pravi, da ni nobenega nadomestila za tolčenje grmovja. "Če si dober naravoslovec, moraš iti ven na polje s široko odprtimi očmi, " pravi. "Morate biti pozorni, da razvijete intuicijo. Analitične spretnosti so pomembne in tudi sreča. Toda intuicija je ključnega pomena, da ste vedno pripravljeni slediti temu, kar se izkaže za srečo."

Čisti dobički