Eden najbolj zanimivih obsežnih vzorcev v evoluciji je paralelizem. Na primer, letenje se je mnogokrat vzporedno razvijalo iz številnih ne letečih organizmov; mnogo vrst vretenčarjev, ki niso ribe, se je vzporedno razvijalo plavanje. Ena od raziskav je odkrila vzporedni razvoj telesnih oklepov med sladkovodnimi ribicami, ki so se vlekle v slano vodo.
Še ena zanimivost o evoluciji, ki je bila cenjena šele v zadnjih desetletjih, je dejstvo, da med geni in lastnostmi ni enostavne korespondence. Redko en gen določi eno lastnost, redko pa se ena lastnost spreminja zaradi enega gena. Obstaja na desetine primerov preprostih odnosov z genskimi lastnostmi, od katerih so bili mnogi odkriti že pred leti. Ker je bilo teh odnosov razmeroma enostavno najti in opisati, so bili naši učbeniki polni in naše razmišljanje o genetiki je dolgo temeljilo na njih. Toda to je malo podobno kot osnova našega koncepta, kako vsa vozila delujejo, tako da globoko razumemo delovanje karavana. Mehanika in inženiring majhnega rdečega karavana nam ne bosta pomagali razumeti tekočih stopnic, podmornic ali Apollovih sistemov za zagon lune. Zdaj mislimo, da večina genov vpliva na več lastnosti in na večino lastnosti vpliva več genov in da je vse skupaj zelo zapleteno.
Zdi se, da je nedavna raziskava, ki se ukvarja z vedenjem, primer enega gena, ki vpliva na več lastnosti.
Napadi so člani rib družine Gasterosteidae z vrstami, ki živijo v slani in sladki vodi. Sladkovodne ovire so se razvile od prednikov slane vode, ki so bili pred skoraj 17.000 leti zaprti na številnih lokacijah na severni polobli. Zaradi tega razlike med sladkovodnimi in slanovodnimi ovirami predstavljajo nedavni in hiter razvoj med dobro znano skupino vrst in so zato znanstvenikom še posebej zanimive.
Slane vode imajo do 36 koščenih plošč, povezanih z manjšim številom ostrih bodic. Te plošče in bodice ščitijo ribe pred plenilci, vendar jih je drago izdelati in vzdrževati. Koščene plošče potrebujejo dodaten kalcij, kar je v nekaterih okoljih redko in omejujejo telesne gibe rib.
V sladkovodnih palicah je manj konic in koščenih plošč. Nekateri imajo vrzel v vrsti plošč (temu rečemo "delni morf"), drugi pa le nekaj plošč na zadnjem koncu rib ("nizka morfija"). V sladki vodi je manj kalcija kot slana voda, zato je to morda prilagoditev omejevalnega vira. Tudi sladkovodna okolja imajo manj plenilcev kot slanovodna okolja, zato so zaščitne lastnosti koščenih plošč pri sladki vodi manj pomembne; morda je bila na tem oklepu sproščena naravna selekcija in se je sčasoma izgubila v številnih različnih populacijah.
V študiji iz leta 2005 so znanstveniki pregledali gen ( Eda ), ki določa rast koščene plošče in ugotovili, da so sladkovodne opornice imele različico gena, zaradi katere se je v teh populacijah oblikovalo manj plošč. Gen Eda verjetno služi regulativni funkciji, zato bi lahko določil enega od različnih fenotipov, od popolnoma oklepne različice slane vode do dveh manj oklepnih različic, ki jih najdemo v sladki vodi. Zaradi kombinacije genetske in populacijske analize so raziskovalci odkrili, da večina sladkovodnih ovir na severni polobli, ki kažejo izgubo koščenih plošč, to stori, ker so vsi podedovali različico Ede, ki je v prvotnih populacijah slane vode redka. Tako se je značilnost razvijala vzporedno v številnih rodovih, vsi so izhajali iz različnih populacij slane vode, vendar se je razvila tudi iz ene same že obstoječe oblike gena. Ugotovljeno pa je bilo tudi, da je ena ali več opornic na severni polobli z zmanjšanimi koščenimi ploščami to lastnost dobilo iz povsem druge genetske spremembe.
Ta lastnost je torej primer lastnosti, ki jo določa več genov, in primer vzporedne evolucije, ki se zgodi z več kot enimi sredstvi.
Druga študija, ki je pravkar poročena na znanstvenem srečanju, obravnava, kar se zdi povsem drugačno vprašanje o evoluciji neuporabe. Večina ovir je v šolah, kar je običajna prilagoditev rib, in sicer po načelu, da je v številu varnost. Vendar pa obstaja ena populacija sladkovodnih ovir, ki ne tvorijo šol. Odporniki jezera Paxton v Britanski Kolumbiji v Kanadi večino časa plavajo sami. Namesto da oblikujejo šole, se skrivajo v goji vegetaciji na dnu jezera Paxton.
Raziskovalna skupina, ki jo je vodila Anna Greenwood iz centra za raziskave raka Fred Hutchinson v Seattlu, je zasnovala stroj za testiranje in merjenje vedenja v šoli. To je sestavljeno iz grozdaste kopice lažnih rib, ki se skupaj kot robotska šola gibljejo v krogu okoli velikega akvarija. Ko so ribe iz šolajoče se populacije palic postavile v vodo s tem strojem, so se pridružile ponarejenim ribam in plavale z njimi. Ko so ribe iz nešolske populacije postavile v vodo s tem strojem, niso šolale. Ti dve populaciji sta tako tesno povezani, da se lahko križata. Raziskovalci so testirali potomce ribe v šolah in nešolske ribe, da bi videli, kakšno vedenje bi imela vsaka riba. Po pričakovanjih so se nekateri šolali, nekateri pa ne. Ko so hibridne ribe razvrstili, so pregledali njihove gene, da bi videli, ali obstaja poseben podpis, ki je šel med šolanjem in samotno plavanje.
Izkazalo se je, da gen, za katerega se zdi, da pri teh ribah obvladuje šolanje, ni nihče drug kot Eda, isti gen, ki nadzoruje število koščenih plošč.
Torej nam ovire ne predstavljajo le odličnega primera, kako lahko nastane vzporedna evolucija, ampak tudi odličen primer gena, ki vpliva na več lastnosti. Toda kako to deluje? Ribe, ki ne razvijejo koščenih plošč, tudi ne razvijejo popolnoma delujoče stranske črte. Bočna črta je organ občutka, ki ga imajo številne ribe, ki ribi omogoča zaznavanje gibanja drugje po vodi. Nekatere plenilske ribe uporabljajo bočno črto, da najdejo svoj plen, druge ribe uporabljajo bočno črto, da odkrijejo plenilce in se tako izognejo postajanju plena, šolske ribe pa uporabljajo stransko črto, da sledijo drugim ribam v šoli. Očitno je, da ovire s slabo razvitimi stranskimi črtami ne morejo šolati, saj ne morejo pravilno zaznati drugih rib, s katerimi bi morale uskladiti svoje gibanje.
Viri:
Colosimo, Pamela F., Kim E. Hosemann, Sarita Balabhadra, Guadalupe Villarreal, mlajši, Mark Dickson, Jane Grimwood, Jeremy Schmutz, Richard M. Myers, Dolph Schluter in David M. Kingsley. 2005. Razširjena vzporedna evolucija v naletih z večkratno fiksacijo ektodysplasin Alleles Science 25. marec 2005: 307 (5717), 1928–1933.
Pennisi, Elizabeth. 2012. Robotic Fish Point to Gene Schooling. Novice in analiza Science 335 (6066): 276-277. DOI: 10.1126 / znanost.335.6066.276-b
