Atunci când unii oameni se gândesc la evoluție, își imaginează că un organism evoluează într-un alt tip – precum peștii în animale terestre sau primele primate în oameni. Cu toate acestea, pentru oamenii de știință, evoluția înseamnă ceva mai subtil: frecvența apariției anumitor variații genetice în cadrul unei populații. Și – într-un alt contrast cu ideea populară despre evoluție – astfel de schimbări sunt determinate de mulți factori, nu doar de selecția naturală: mutațiile, migrația și șansele sunt mecanisme ale evoluției.
O problemă a devenit foarte controversată în acest domeniu: care sunt procesele de evoluție care duc la apariția de noi specii? Genetica ne poate explica evoluția speciilor, chiar și a acelor specii care au dispărut deja; oamenii de știință se bazează pe fosile pentru a compara ADN-ul rudelor în viață cu ADN-ul speciilor dispărute.
De ce apar noi specii?
Se pare că există cel puțin o condiție necesară pentru apariția unei specii: un anumit grad de separare între populațiile unei specii existente. Aceasta poate fi o separare fizică – o barieră geografică, cum ar fi o zonă montană sau o izolare pe o insulă – sau poate fi una ce ține de dietă sau preferințe diferite de împerechere. De-a lungul timpului, mutațiile ADN-ului în cadrul a două populații diferite vor face în cele din urmă dificilă sau imposibilă împerecherea dintre doi indivizi aparținând acestor două populații – și astfel, vor deveni specii diferite.
Cazuri ale acestui fenomen sunt abundente. Atunci când muștele de fructe sunt ținute în incinte separate într-un laborator, muștele din grupuri diferite în cele din urmă ajung să nu mai fie capabile să se încrucișeze sau să producă descendenți unul cu celălalt. Exemplul Darwinian de speciație este cinteza din Insulele Galapagos. În acest caz, separarea ține atât de dietă cât și de mediu și a condus la apariția unor specii diferite, cu ciocul diferit, reflectând adaptări la dieta lor individuală.
În ultima epocă glaciară, multe populații de animale din Europa au devenit izolate din punct de vedere geografic atunci când s-au refugiat în alte regiuni mai calde. Atunci când ghețarii s-au topit, în urmă cu aproximativ 10.000 de ani, populațiile care au fost separate în tot acest timp au intrat din nou în contact, deoarece acum puteau să migreze și să repopuleze continentul. Dar datorită separării lor timp de mai multe mii de ani, populațiile au dobândit câteva variante genetice specifice fiecăruia, ceea ce a făcut mai greu ca acestea să se poată reproduce din nou.
De exemplu, așa s-a întâmplat cu cioara europeană (Corvus corone) în perioada erei glaciare, când au apărut două tipuri vizibil diferite: corbul cornus (Corvus corone corone) în vest și cioara grivă (Corvus corone cornix) în est. Astăzi, în Italia, unde se întâlnesc ciori de ambele tipuri, cele două specii se pot împerechea și pot da naștere puilor, deși cu un succes mai mic decât în cadrul propriei populații. Analizând genomul ciorilor din zona hibridă și comparându-le cu genomii celor două specii, oamenii de știință au reușit să identifice secvențe de ADN care sunt găsite într-o populație dar nu și în cealaltă.
Procesele moleculare studiate de zeci de ani evidențiază natura universală a proceselor evolutive. Aceste procese nu diferă de cele care apar la microorganisme – precum la virusul Ebola. Principalul factor care separă aceste exemple este timpul: gradul de schimbare genetică care a avut loc în Ebola de-a lungul a câțiva ani a durat mii de ani la păsări. În cazul ciorilor sau a cintezelor, aceste mutații duc în cele din urmă la o incompatibilitate din punct de vedere reproductiv și, astfel, la o nouă specie.
Distribuția speciilor
Diversitatea vieții este uluitoare. Aproximativ 250.000 de specii de plante, 100.000 de specii de ciuperci și 1 milion de specii de animale au fost descrise și clasificate, fiecare ocupând propria nișă ecologică; iar recensământul este departe de a fi complet. Unele specii, precum oamenii, pot trăi aproape oriunde pe Pământ. Altele sunt uimitor de adaptate doar locului unde trăiesc. De exemplu, gândacii Aphaenops cronei sunt găsiți numai în unele peșteri din sudul Franței. Musculița Drosophila carcinophila trăiește doar pe anumite insule din Caraibe. Aproximativ 2000 de specii din genul Drosophila se găsesc acum în întreaga lume și aproximativ un sfert dintre acestea trăiesc numai în Hawaii.
Insulele sunt adevărate ateliere naturale ale evoluției. Peste 1000 de specii de melci și alte moluște se găsesc doar în Hawaii. Insulele Hawaii sunt departe de continent și pe baza dovezilor geologice nu au fost niciodată alipite de continent. Primii colonizatori n-au găsit nicio specie de mamifere aici, cu excepția unei specii de lilieci. Insulele Hawaii nu sunt mai puțin primitoare decât alte părți ale lumii, dar multe specii de organisme nu au ajuns niciodată pe acestea datorită izolării geografice.
Dacă evoluția este reală, de ce nu mai evoluăm și astăzi?
Evoluția este un proces extrem de lent pentru a putea fi observată de-a lungul a câtorva generații, dar este totuși vizibilă dacă știm unde să ne uităm. De exemplu, bacteriile devin rezistente la antibiotice, dar acestea au și o viteză de multiplicare foarte mare; la fiecare 20 de minute apare o nouă generație. (Credit foto: Don Smith / Alamy)
Nici noi nu suntem scutiți de mutații. Climatul ne-a modelat nasul, schimbarea dietei a dus la toleranță la anumite alimente, am căpătat protecție împotriva anumitor infecții, inuiții s-au adaptat la temperaturi extrem de scăzute, iar calugării tibetanii la aerul mai sărac în oxigen din munții Himalaya.
De la dinozauri la păsări și înapoi
Evoluția păsărilor din dinozauri a fost un proces continuu, fără schimbări bruște. Dacă un paleontolog ar putea să călătorească în timp și să poată urmări evoluția păsărilor din ultimii 100 de milioane de ani, nu ar observa niciun moment sau eveniment special să poată spune cu certitudine unde se opresc dinozaurii și de unde încep păsările.
Astfel de schimbări evolutive a speciilor sunt uneori numite “macroevoluție”, spre deosebire de modificările genetice pe care le putem observa în cadrul unei specii (uneori numită “microevoluție”). Din nefericire, această dihotomie sugerează că există două tipuri diferite de evoluție sau că evoluția este condusă de mecanisme diferite în macroevoluție față de microevoluție. Dar este fals, deoarece atât macroevoluția cât și microevoluția se bazează pe aceleași mecanisme. Există doar o evoluție, determinată de mutație, migrație, selecție și poate și șansă.
Bibliografie:
https://www.scienceinschool.org
http://journals.plos.org
https://www.medicalnewstoday.com
Foto: Adam Fenster / Reuters
