science >> Wetenschap >  >> Biologie

Het verzoenen van taxonveroudering met de Red Queens-hypothese

De Rode Koningin loopt willekeurig rond. Krediet:Ika Österblad

In een nieuwe publicatie in het tijdschrift Natuur , Indre Zliobaite en Mikael Fortelius van de Universiteit van Helsinki en Nils Christian Stenseth van de Universiteit van Oslo presenteren een nieuwe interpretatie van een van de klassieke hypothesen van de evolutietheorie, de hypothese van de Rode Koningin, voorgesteld door Leigh Van Valen in 1973.

Een zoekopdracht naar 'Red Queen' op Google Scholar levert meer dan een miljoen hits op, weerspiegelt de enorme invloed die dit idee heeft in een brede sector van de wetenschap. De naam verwijst naar het boek van Lewis Carroll Alice door het kijkglas , waarin de Rode Koningin uitlegt hoe haar land verschilt van dat van Alice:"Nu, hier, zie je, het kost al het rennen dat je kunt doen, op dezelfde plek te houden. Als je ergens anders heen wilt, je moet minstens twee keer zo snel rennen!"

Leigh Van Valen vond oorspronkelijk dat soorten moesten verouderen. Hoe langer een soort bestaat, hoe groter de kans dat het uitsterft. Hij probeerde deze hypothese te testen op fossiele gegevens en vond, tot zijn verrassing, dat ze dat niet lijken te doen - oude en jonge soorten met een vergelijkbare levensstijl en die in dezelfde adaptieve zone wonen, hebben ongeveer dezelfde kans om op enig moment uit te sterven. Dit is ongeveer gelijk aan het verval van radioactieve kernen en betekent dat adaptieve zones - of de biologische groepen die ze weerspiegelen, zoals families en orden - hebben karakteristieke halfwaardetijden, net zoals radioactieve elementen dat doen.

Iets meer dan een decennium geleden, een ander patroon werd ontdekt in het fossielenarchief van landzoogdieren door de Finse wetenschappers Jukka Jernvall en Mikael Fortelius. Dit patroon is bekend geworden als het Hoedenpatroon, een naam ontleend aan zijn vorm - soorten en geslachten beginnen meestal als zeldzaam, uitbreiden om meer algemeen en wijdverbreid te worden, en dan samentrekken en uitsterven. In de meeste gevallen, er is slechts een enkele piek; meer dan drie pieken is vrij zeldzaam. Het hoedpatroon lijkt te suggereren dat soorten en geslachten die hun hoogtepunt voorbij zijn, meer kans hebben om uit te sterven naarmate ze ouder worden en af ​​te nemen in de richting van uitsterven, in schijnbare tegenspraak met de wet van constant uitsterven.

In de nieuwe krant Indre Zliobaite, Mikael Fortelius en Nils Chr. Stenseth stelt een nieuwe interpretatie voor van de wet van constant uitsterven die zich richt op de uitbreiding en het hoogtepunt van soorten in plaats van op hun uitsterven. Onderbouwing van hun argument door data-analyse en simulaties, ze laten zien dat de schijnbare tegenstrijdigheid slechts een illusie is en dat het hoedpatroon niet alleen verenigbaar is met de wet van constant uitsterven, of misschien beter de wet van constante pieken, maar eigenlijk voorspeld door de hypothese van de Rode Koningin.

Stenseth zegt, "The Red Queen's Hypothesis heeft me vanaf het begin gefascineerd sinds het, als een evolutionaire hypothese, brengt expliciet ecologische interacties met zich mee om grootschalige evolutionaire patronen te verklaren, zoals snelheid van uitsterven."

Stenseth en Fortelius behoorden tot de eersten die over het Hoedenpatroon schreven, en Stenseth heeft sinds de jaren zeventig aan de Red Queen gewerkt. Hoewel Fortelius niet heeft gepubliceerd over de Rode Koningin, hij heeft een geschiedenis van verborgen onderzoek naar een nauw verwant onderwerp, de wet van constant uitsterven. Ook nam hij in 2008 deel aan een rondetafelgesprek over dit onderwerp. bijeengeroepen door Stenseth en met Leigh Van Valen zelf als deelnemer. En de laatste jaren, toen Fortelius gastprofessor was aan Stenseth's centre of excellence in Oslo, ze bundelden hun krachten voor een nieuwe poging tot dit probleem.

Fortelius zegt, "Mijn baan als Kristine Bonnevie Professor gedurende de laatste drie jaar in Oslo had veel te maken met de Rode Koningin. Ik heb mensen verteld dat ik daar ben bij de geheime dienst van Hare Majesteit."

Echter, er was het frisse perspectief van een buitenstaander voor nodig om te beseffen dat de twee theorieën met elkaar verbonden waren en eigenlijk delen van dezelfde puzzel waren. Zliobaiet, met een achtergrond in informatica en kredietanalyse, wist dat een stopzetting van de groei kan wijzen op het dreigende faillissement van bedrijven.

Zliobaite las met een frisse blik de inmiddels bijna vergeten theoretische verhandelingen waarin Van Valen zijn theorie verder uitwerkte, nadruk op de uitbreiding van soorten als de meest bruikbare maatstaf voor hun succes. In dit perspectief, de uiteindelijke uitsterving komt naar voren als het onvermijdelijke resultaat van het falen van de soort om uit te breiden. Het inbrengen van dit perspectief in de discussie was de sleutel tot de ontwikkeling van de nieuwe, geïntegreerde theorie.

Zliobaite zegt, "Ik had geen idee dat de hypothese van de Rode Koningin zo belangrijk is. Ik dacht dat het gewoon een andere onderzoeksvraag was. Misschien stelde dit me in staat er opnieuw over na te denken zonder te worden belast door de erfenis ervan."