https://frosthead.com

Puhaskasum

Milline lohutus sellel tehniliselt hullumeelsel ajastul on, et teadlane saab liblikavõrgu abil oma aias siiski olulisi uuringuid teha.

Sellest loost

[×] SULETUD

Kui tavaline cristinae jalutuskepp on umbes kaks korda suurem kui tavaline suurus, eelistab segu segamiseks ceanothuse taime. (Christina Sandoval) Triibuline sort otsib välja nõela nõelataolised lehed. (Christina Sandoval)

Pildigalerii

Cristina Sandoval oli California ülikooli Santa Barbaras ökoloogia eriala magistrant, kui ta suundus oma väitekirja otsides ülikoolilinnaku lähedal Chaparral'iga kaetud Santa Ynezi mägedesse. Seal libistas ta võrgu mitmesugustele põõsaste ja taimede okstele ning raputas neid siis, et välja näha, mis välja kukkus. Koos kuivatatud lehtede, ämblike ja lindude väljaheidete tolmuse kogumisega kogus ta sortimenti tolli pikkuseid putukaid, mis nägid välja nagu lehesilmsed oksad - jalutuskepid, krõpsude kaugemad nõod ja prussakad. Tegelikult oli ta avastanud uue kõndimiskepi liigi, mis vastavalt taksonoomilistele traditsioonidele sai oma nime Timema cristinae . "Ma tundsin uhkust, " ütles ta au ja lisas, et see andis talle surematuse tunde ja pani teda end isegi kuuejalgse nimekaimu eest kaitsma.

See saavutus võib väljaõppe saanud teadlase jaoks tunduda üsna piisav, kuid see oli alles algus. Mürgitamme, rabamürkide, soojuse ja kaltsukate jäljendamine, et jälgida tema jalutuskeppi selle võsa elupaigas, sööda omatehtud püüniseid oma kiskjate tundmaõppimiseks ja koos teiste teadlastega geneetilise meigi koristamiseks, Sandoval jälginud seda ebatõenäolist olendit 13 aastat. Nüüd usub ta, et see pakub haruldast pilku protsessist, mida Charles Darwin kuulsalt nimetas "liikide päritoluks". Tema kogutud tõendite põhjal võib järeldada, et tema jalutuskepp, kuna seda hõlmasid nii sisalikud ja linnud, on bioloogia suurimaks hüppeks, jagades selle kaheks eraldiseisvaks liigiks - nähtuseks, mille kohta teadlased on juba ammu hämmingus, kuid harva otse .

"Üks suurimaid küsimusi bioloogias on, kuidas liigid moodustuvad?" ütleb Sandoval, 41, kes sai doktorikraadi 1993. aastal ja on nüüd Santa Barbaras asuva ülikooliga seotud metsloomade varjupaiga Coal Oil Point Reserve direktor. "Meis on lihtsalt vaja välja mõelda, mis looduses toimub, et luua hämmastav mitmekesisus, mida me näeme." Nagu teisedki jalutuskepid, ei saa T. cristinae lennata, elab vaid mõni kuu ja veedab suurema osa oma päevaajast täiuslikult, igavalt seistes. Sandovali sõnul ulatub see kogu läände ning on jämedam ja teiste jalutuskeppidega lühemate jalgadega ning mehe suguelunditel on eristusvõime. Kuid peamine põhjus, miks Sandoval on putukaid nii intensiivselt uurinud, on selle värvus, mis on kahel kujul ja varieerub sõltuvalt põõsa tüübist, mida putukas elab. Kollakasroheliste ovaalsete lehtedega ceanothus-taimi eelistavad ise tavalised kollakasrohelised; neile meeldib puhata keset võrukese lehte. Seevastu tumeroheliste, nõeljaste lehtedega tumeroheliste lehtedega T. cristinae osaline mantel-põõsas kannab seljal triibu ja paneb lehe sirutama. Mõlemal juhul muudab värvus putuka röövloomadele nagu sinised jalad ja sisalikud peaaegu nähtamatuks, nagu Sandoval välikatsetes leidis. Kui ta asetas triibulisi või tavalisi putukaid nende eelistatud põõsast pärit oksale, siis sibastati neid palju vähem kui neid, mis ta panid "vale" põõsa okstele.

See, et jalutuskepp elab kamuflaažina, pole üllatav; lõppude lõpuks uurivad klassi õpilased seda olendit kui looduse ühte jultunumat näidet kohanemisest. Kuid Sandoval on viinud nähtuse uuele tasemele. Standardse kohanemispildi kohaselt on kaitsva servaga isend ellujäämiseks konkurentsitihedas linnu-söögi-putuka maailmas tõenäolisem kui jahuvees olev isend ja annab oma geenid edasi järgmisele põlvkonnale. Kuid kuidas areneb sordist, mida eristab ainult kaitsemehhanism, uueks liigiks, mis ei paaritu enam selle liigi liikmetega, kust see alguse sai?

Osa vastusest võib olla seotud T. cristinae paaritumisharjumustega. Triibuline või tavaline sort kipub paarituma omasugustega, leidsid Sandoval ja töökaaslased, ehkki putukate nägemine on halb. Tema sõnul võiks eelistus põhineda lõhnal või kohtus toimuva rituaali jaotusel. Kui meessoost jalutuskepp soovib seksi, küürutab ta naise otsa ja tiksub temaga antenne, silitades samal ajal jalgadega kõhtu. Huvi korral paaritub ta; kui ei, siis lükkab ta ta minema. "Võib-olla pole erinevat sorti meestel enam õiget varustust, " arutleb Sandoval. "Võib-olla ei tee nad õiget kõdi."

Ükskõik, milliseid näpunäiteid putukad kasutavad, on oluline, et millegipärast antakse paaritumiseelistusi mõjutavad geenid koos geenidega, mis määravad, kas jalutuskepp on triibuline või tavaline. Seejärel tugevdavad röövloomad jõhkralt T. cristinae paaritumisvalikuid: triibulised ega tavalised järglased ei peitu ilmselt hästi ning on sisalike ja lindude jaoks hõlpsasti korjatavad. Järglased, kes varjavad hästi, jäävad ellu, paarituvad omasugustega jne. Kui aja jooksul peaksid triibuliste ja tavaliste sortide vahelise eduka põimimise juhtumid vajuma nulli lähedale, siis oleks ühe liigi asemel kaks liiki.

Alates Darwinist on bioloogid üldiselt uskunud, et pärast mõnda ainsat juhuslikku sündmust tekivad looduses uued liigid. Sandoval ja töökaaslased teatasid hiljuti aga vastupidistest tõenditest, mis näitasid, et triibulisi ja laugeid sorte oli hüplik üle kogu mäe. Töötades Briti Columbia Simon Fraseri ülikooli molekulaarbioloogidega, proovis ta Santa Ynezi nõlval triibuliste ja tavaliste jalutuskeppide populatsioonide DNA-d. Ta leidis, et samast põõsast pärit triibuline ja tavaline jalutuskepp on üksteisega tihedamalt seotud kui sarnase välimusega jalutuskepid, mis elavad mitme põõsa kaugusel. Näiteks sileda lehega põõsal sünnivad pidevalt rohelised ja triibulised jalutuskepid. Kuid tavalised rohelised kristallid on ülekaalus, kuna röövloomad pühivad suurema osa triibulistest isenditest.

See on suur uudis evolutsioonibioloogidele, kes on juba ammu uskunud, et ühe liigi kahte rühma tuleb eraldada geograafiliste ja ajaliste piiride - näiteks ookeani või mäestiku ja võib-olla tuhandete aastate - ulatuslike tõketega, enne kui nad arenevad punktini, kus nad ei saaks või ei saaks omavahel suhelda. Lei, et T. cristinae kaks visuaalselt eristuvat sorti tekkisid mitte üks kord, vaid mitu korda põõsas pärast põõsast, on tugev märk, et eristamiseks pole vaja geograafilist tõket ega vaieldamatut ajavahemikku.

Vancouveri Briti Columbia ülikooli evolutsioonibioloog Dolph Schluter on sarnaste tulemustega leidnud oma uurimusi ka kleepakalade kohta. Ta ütleb, et jalutuskepi leiud on "äärmiselt lahedad", kuna need ühendavad DNA-tehnoloogia vanaaegsete välitöödega, et paljastada evolutsiooni sisemised toimingud, mille jälgimine on tavaliselt liiga aeglane.

Sandoval ütleb, et põõsaste peksmine ei asenda. "Et olla hea loodusteadlane, peate minema avatud põldudega põllule, " ütleb naine. "Intuitsiooni arendamiseks peate tähelepanu pöörama. Analüüsioskus on oluline ja ka õnn. Kuid intuitsioon on ülioluline, nii et olete alati valmis püüdlema selle poole, mis õnne ilmutab."

Puhaskasum