Kunnen mechanismen die verantwoordelijk zijn voor de evolutie van een soort over een paar generaties, micro-evolutie genoemd, ook verklaren hoe soorten evolueren over perioden die zich uitstrekken tot duizenden of miljoenen generaties, ook wel macro-evolutie genoemd?

Een nieuw artikel, zojuist gepubliceerd in Science , laat zien dat het vermogen van populaties om over een paar generaties te evolueren en zich aan te passen, evolueerbaarheid genoemd, ons effectief helpt te begrijpen hoe evolutie op veel langere tijdschalen werkt.

Door enorme datasets van zowel bestaande soorten als fossielen samen te stellen en te analyseren, konden de onderzoekers aantonen dat de evolueerbaarheid die verantwoordelijk is voor de micro-evolutie van veel verschillende eigenschappen de hoeveelheid waargenomen verandering voorspelt tussen populaties en soorten met een onderlinge afstand van maximaal een miljoen jaar. /P>

"Darwin suggereerde dat soorten geleidelijk evolueren, maar wat we ontdekten is dat, hoewel populaties snel evolueren op de korte termijn, deze (kortetermijn) evolutie zich niet opstapelt in de loop van de tijd. Hoe uiteenlopend de populaties en soorten zijn, gemiddeld genomen, over langere perioden hangt nog steeds af van hun vermogen om op de korte termijn te evolueren", zegt Christophe Pélabon, professor aan de afdeling Biologie van NTNU en senior auteur van het artikel.

Grote datasets van levende wezens en fossielen

Het vermogen om op selectie te reageren en zich aan te passen, de evolueerbaarheid, hangt af van de hoeveelheid erfelijke (genetische) variatie. De onderzoekers voerden hun analyse uit door eerst een enorme dataset samen te stellen met metingen van de evolueerbaarheid van levende populaties en soorten op basis van openbaar beschikbare informatie. Vervolgens hebben ze de evolutie uitgezet tegen de verschillen in populatie en soort voor verschillende eigenschappen, zoals de snavelgrootte van [vogels], het aantal nakomelingen, de bloemgrootte van [planten] en meer.

Ze onderzochten ook informatie uit 150 verschillende fossielenlijnen, waarbij andere onderzoekers verschillen in morfologische kenmerken van de fossielen hadden gemeten over tijdsperioden van slechts 10 jaar en wel 7,6 miljoen jaar.

Wat ze zagen was dat eigenschappen met een hogere evolueerbaarheid meer uiteenliepen tussen bestaande populaties en soorten, en dat eigenschappen met een hogere evolueerbaarheid waarschijnlijker van elkaar verschilden tussen twee opeenvolgende fossiele monsters.

Omgekeerd veranderden eigenschappen met weinig evolueerbaarheid of weinig variabiliteit niet veel tussen populaties of tussen opeenvolgende fossiele monsters

Milieuschommelingen zijn de sleutel

Eigenschappen met een hogere evolueerbaarheid veranderen snel omdat ze sneller kunnen reageren op veranderingen in het milieu, aldus Pélabon.

De omgeving – zaken als de temperatuur, het soort voedsel dat beschikbaar is of enig ander kenmerk dat belangrijk is voor het voortbestaan ​​en de voortplanting van het individu – is de drijvende kracht achter evolutionaire veranderingen, omdat populaties zich proberen aan te passen aan hun eigen omgeving. Doorgaans veranderen omgevingen van jaar tot jaar of van decennium tot decennium en schommelen ze rond stabiele gemiddelden. Dit genereert fluctuaties in de selectierichting.

Sterk evolueerbare eigenschappen kunnen snel reageren op deze schommelingen in de selectie en zullen in de loop van de tijd met een hoge amplitude fluctueren. Eigenschappen met weinig evolueerbaarheid zullen ook fluctueren, maar langzamer en dus met een lagere amplitude.

"Populaties of soorten die geografisch ver van elkaar verwijderd zijn, worden blootgesteld aan omgevingen waarvan de fluctuaties niet gesynchroniseerd zijn. Bijgevolg zullen deze populaties verschillende eigenschapswaarden hebben, en de grootte van dit verschil zal afhangen van de amplitude van de fluctuatie van de eigenschap, en dus van de evolueerbaarheid van de eigenschap”, aldus Pélabon.

Gevolgen voor de biodiversiteit

De resultaten van de onderzoekers suggereren dat de selectie en dus de omgeving in het verleden relatief stabiel is geweest. Door de klimaatverandering veranderen de zaken snel, en meestal in één richting. Dit kan een sterke invloed hebben op selectiepatronen en op de manier waarop soorten zich kunnen aanpassen aan omgevingen die nog steeds fluctueren, maar rond optima liggen die zelfs over een periode van enkele decennia niet langer stabiel zijn.

"Hoeveel soorten deze optimale omstandigheden zullen kunnen volgen en zich kunnen aanpassen is onzeker, maar hoogstwaarschijnlijk zal dit gevolgen hebben voor de biodiversiteit, zelfs op korte termijn", zei hij.

Meer informatie: Agnes Holstad et al, Evolueerbaarheid voorspelt macro-evolutie onder fluctuerende selectie, Wetenschap (2024). DOI:10.1126/science.adi8722

Journaalinformatie: Wetenschap

Aangeboden door de Noorse Universiteit voor Wetenschap en Technologie