Különös állatok a világhibridek erdeiben, amelyek meghökkentik a természettudósok világát
Ezeknek a "farkasoknak" a megjelenése és felfedezésük és tanulmányozásuk következményei a természettudományok tudományos gondolkodására vonatkoznak a New York Timesban nemrégiben megjelent, Moises Velasquez-Manoff által aláírt hatalmas cikk témája. Különböző szakterületek biológusaival - genetikusokkal, zoológusokkal, az evolúciós biológia szakembereivel - beszélgetve megmutatja, hogyan jelentek meg ezek az állatok, az emberek bevonása a megjelenésükbe és ennek a jelenségnek a taxonómiai gondolkodásra gyakorolt hatása.
Ellentétben a "tiszta" fajokkal, amelyek populációi egységesebbek, genetikailag kissé változatosak, és amelyek mindegyike a genom mély szintjén szorosan hasonlít egymásra, a coilupi hibrid populációja heterogén: vannak olyan példányok, amelyek inkább farkasok, néhány prérifarkas génnel, és ennek az eloszlási spektrumnak a másik végén prérifarkasok találhatók farkas génnel. E szélsőségek között a prérifarkas gének és a különböző farkasfajokból származó gének tetszőleges arányban jelenhetnek meg, néha az elegy „fűszeres” az erdőben vadon élő kutyák génjeivel, és a rokon fajokkal kapcsolatos hírekbe kerültek. kanidák - farkasok és prérifarkasok. Egyes szakértők úgy vélik, hogy az észak-amerikai farkasok egy másik faja, a vörös farkas (Canis rufus) érintett, bár a "tiszta" faj státusza maga is ellentmondásos.
Ezt a kusza keveréket hívják a kanadai Peterborough-i Trent Egyetem genetikusai. "canis leves" Mit szólnál egy keverékhez, egyfajta "genetikai" leveshez a Canis nemzetségbe tartozó emlősökhöz, amelyhez tartoznak mindazok a fajok, amelyek hozzájárultak e komplex hibridek születéséhez.
A történet körülbelül így alakult: Észak-Amerika európaiak általi gyarmatosításával egy amerikai farkasfaj (keleti farkas, Canis lycaon) a gyarmatosítók üldözésének tárgyává vált. Az intenzív vadászat és a mérgezett csalikkal való mérgezés e faj kihalásához vezetett az Egyesült Államok északkeleti részén. E népesség mészárlásának utolsó túlélői a mai Kanadába vándoroltak. Ugyanebben az időszakban a prérifarkasok (Canis latrans), az Alföldön őshonos kisebb vadkanid fajok kelet felé kezdtek terjeszkedni, ahol farkasokkal találkoztak. "menekült" keletiek és velük párosítva. Leszármazottaik más canids fajokkal is párosodtak: néha kutyákkal (Canis familiaris), de különösen az Eurázsiában őshonos szürke farkassal, a Canis lupus-szal, a hazánkban élő és vándorolt farkasfajjal. Észak-Amerikában több hullámban, az elmúlt 240 000 évben, a jegesedések során a jelenlegi Bering-szoros helyén kialakult szárazföldi hídon, amely Ázsiát Észak-Amerikával köti össze.
Az eredmény néhányak megjelenése volt hibrid ragadozók, amelyek különböző fajok szüleitől örökölték a tulajdonságok keverékét ami segített abban, hogy félelmetes játékosokká váljanak abban az ökoszisztémában, amelyben élnek. A prérifarkasoknál nagyobb (kb. 40%), erősebb pofákkal, mint a farkasok, örökölték a farkasoktól is a társas állatok jellegét, ami lehetővé teszi számukra csomagokban vadászni, ami hatékonnyá teszi őket a nagy zsákmányok lelövésében. De a prérifarkasoktól is értékes tulajdonságot örököltek: az alkalmazkodási képesség az antropizált környezethez, élni, vagyis sűrű emberi népességű környezetben. A prérifarkasok olyan jól állnak benne, hogy sokan városokban élnek, még zajos és zsúfolt amerikai nagyvárosokban is, ahol több millió lakos él.
Észak-Amerika keleti részén növekvő erdőterületnek köszönhetően (mivel az Egyesült Államokban a mezőgazdaságot elsősorban az ország középső részén és Kaliforniában gyakorolják, az erdők újból elfoglalták a földet, miután megművelték, és az olajalapú gazdaságra való áttérés csökkentette a fafelhasználást) - coilupii kibővítették területüket, amit ma is folytatnak. Tehát akaratlanul is az ember megteremtette ennek az új hibrid entitásnak a terjedését. A tulajdonságok egyedülálló keveréke a gének kombinációjának köszönhetően segített neki alkalmazkodni és terjedni, sokkal könnyebben és gyorsabban, mint bármelyik tiszta faj, amely a szülei voltak, azokon a területeken, ahol az antropogén nyomás meglehetősen magas., az emberi populáció sűrűsége miatt.
"Valahogy kiváltságosak vagyunk, mert az elmúlt 100 évben tanúi lehetünk ennek az entitásnak a születéséről" - mondja Bradley White, a Trent Egyetem genetikusa.
De ez az entitás nem csak a fauna sokfélesége szempontjából érdekes: létezése megkérdőjelezi - vagy visszahelyezi, ki tudja hányszor - régi fogalmakat, amelyek még mindig uralják a tudományos gondolkodást, de amelyek néha alkalmatlannak bizonyulnak, néha képtelenek megérteni a bonyolultságot. az élővilág teljes evolúcióban.
A biológusok sokáig ezt fontolgatták interspecifikus hibridizáció - párosítás a különböző fajok között - egyes fajok tiszta állapotban való kihalásához vezetne, és összességében negatív jelenségnek tekintették. A fajok felfogása még mindig függ attól a leírástól, amelyet Ernst Mayr adott a huszadik század közepén: specifikáció - új fajok kialakulása - akkor fordul elő, amikor egy faj 2 populációja elkülönül, akár földrajzilag, ökológiailag, akár viselkedésében. A legegyszerűbb eset a földrajzi akadály megjelenése: ha egy földszakasz közepén, amelyen X faj él, akkor egy nagy kar nyílna meg, így ketté osztaná a földterületet, és elválasztaná a kezdeti, homogén populációt. fajok két populációban, egymástól elkülönítve, akkor a két populáció külön fejlődne, mindegyik a maga evolúciós útján halad. Végül annyira megkülönböztetik egymástól, hogy még ha eltűnik is az őket elválasztó akadály, a két faj már nem tud kereszteződni egymással annak érdekében, hogy utódokat szülessen; genetikájuk már nem engedi meg nekik. Ez reproduktív elszigeteltség, a faj meghatározásának alapvető tényezője Mayr látásmódjában.
Ha a fajok megjelenésének és fenntartásának kulcsa a reproduktív elszigeteltség, logikusnak tűnt a természettudósok számára, hogy a fordított jelenség, az interspecifikus hibridizáció a fajok kihalását jelenti. A fajok közötti hibridizáció továbbra is lehetséges a speciációs folyamat során - amely általában több százezer vagy több millió évet vesz igénybe - mindaddig, amíg a fajok közötti különbségek nem olyan nagyok, hogy reproduktív izolációhoz vezetnének.
A mai állatvilágban számos példa létezik erre a típusra: rokon fajok, fejlődnek, a teljes differenciálódás felé vezető úton, de még mindig nem eléggé genetikailag helyezkednek el, alkalmanként párosodnak, kivételként szokásos viselkedésüktől.
Néha két faj egyedei keresztezik egymást háziállatok; ez a helyzet öszvér (ló és szamár hibridje) vagy a megnevezett hibrid DZO, származott tehenek keresztezése yakullal, egy tibeti marhafaj, amelyet tej, hús és állatállomány céljából nevelnek.
Más alkalmakkor kb házi faj és vad, mint a kutya- és farkashibridek, vagy a vadmacska (Felis silvestris) házimacskával (Felis catus) való párzása eredményeként.
Máskor az egyének nemcsak fogságban, hanem szabadságban is párosodnak 2 vadfaj:
- ilyen példa a "pizzás" medvékre, amelyek a grizzly medve (Ursus arctos horribilis) és a jegesmedve (Ursus maritimus) hibridizációjából származnak. A DNS-vizsgálatok több ilyen esetet is megerősítettek.
- vannak olyan esetek, amikor a csibék párzásból születtek Kanadai hiúz (Lynx canadensis) cu a vörös hiúz, bobcatnak (Lynx rufus) is nevezik, egy másik észak-amerikai hiúzfajnak, délibbnek
- hibrid cápákról, hibrid delfinekről, hibrid bálnákról, békákról, madarakról, denevérekről, hibrid mókusokról és sok más esetről számoltak be, amelyek azt mutatják, hogy az interspecifikus párzás, bár kivétel a normális szaporodási viselkedés alól, még mindig elterjedtebb, mint azt korábban gondolták.
Még a mai embernek is - nekünk, a Homo sapiens fajoknak - genomjában más fajokból származó DNS nyoma lehet: a szubszaharai populációk kivételével a legtöbb beszélőnek kis része van - legfeljebb 4% - az emberi genomok DNS-éből. A neandervölgyiek, még egyes szakértők szerint, és egy másik emberfaj DNS-nyomai, Eurázsiából, a Denisova (denisovan) férfiból származnak, olyan fajokból, amelyekkel a H. sapiens időnként kereszteződött volna eurázsiai evolúciója során.
A hibridek "jó" vagy "rossz"?
Az a megállapítás, hogy az interspecifikus hibridizáció bekövetkezik, meglehetősen ellentmond annak az elképzelésnek, hogy a hibridizáció evolúciós szempontból rossz dolog. Miért tekintik negatív dolognak? Ennek egyik oka az lehet, Sok esetben a kapott első generációs hibridek sterilek, vagyis a fajok állandósulását feltételező evolúció szempontjából egyfajta elutasítás. (Ez a helyzet az öszvérekkel: a hímek mindig sterilek, a nőstények termékenyek lehetnek, de ritkán.) Akkor, még ha a hibridek utódai is termékenyek, előfordulhatnak alkalmazkodási kérdések: a különböző fajok szülei általában alkalmazkodnak a különböző környezetekhez, különböző erőforrásokkal (például grizzly medvékkel és jegesmedvékkel), és az utódoknak, amelyek nem hasonlítanak teljesen a szülőkre, nehézségeik lehetnek a két környezet között.
Tehát az interspecifikus keresztezés evolúciós szempontból "rossz ötletnek" tűnik. És mégis, gyakrabban fordul elő, mint azt korábban gondolták, és a gnú, komplex hibridek esete, nagyon jól alkalmazkodva és tágulva, azt mutatja, hogy a dolgok nem olyan egyszerűek, mint amilyennek látszanak a fajok klasszikus fogalmait, a speciációt stb.
Többek között ezen jivinek megjelenése azt mutatja, hogy az emberi beavatkozás a természetbe lebonthatja azokat a természetes akadályokat, amelyek izolálják a fajokat egymástól.
Például az éghajlatváltozás - amelyhez az emberi tevékenység jelentős mértékben hozzájárul - elősegítheti az eddig földrajzilag elszigetelt fajok találkozását. A globális felmelegedés súlyosan érinti az Északi-sarkot, a régió felmelegedése a szakértők szerint 2-4-szer gyorsabb, mint a bolygó többi része. Az éghajlat kevésbé lesz zord, az erdők és a bokrok kitágulnak. Ennek eredményeként több déli állatfaj terjeszti területeit északra, ahol északi rokonaikkal találkoznak, és ha a köztük lévő genetikai különbségek nem túl nagyok, akkor keresztezik egymást.
De az emberi beavatkozás nélkül is létezik interspecifikus hibridizáció, és meglehetősen nagy léptékű létezése megköveteli annak a koncepciónak a felülvizsgálatát, hogy a hibridek "selejtek". A mai biológusok hajlamosak ezt elhinni az interspecifikus hibridizáció adaptív mechanizmus is lehet, a fajok így cserélhetik a géneket, és e gének egy része hasznosnak bizonyulhat, segítve a hibrideket a környezethez való új alkalmazkodásban, eltérő módon, mint szüleik adaptációja. Lényegében ez egy evolúciós mechanizmus, nagyon gyors, a változások rövid idő alatt, több évszázad vagy akár évtized alatt végbemennek.
Az evolúció ilyen felgyorsult módjai értékesnek bizonyulnak, különösen a lakókörnyezet gyors változásai esetén, olyan változások esetén, amelyek az állatokat az alternatíva elé állítják "nagyon gyorsan alkalmazkodnak vagy eltűnnek". A farkasok esete ismét feltáró: erősek, mint a farkasok, szociálisak, mint ők, a prérifarkasokhoz hasonlóan és a farkasokkal ellentétben is képesek jobban ellenállni lakókörnyezetükben az emberi jelenlétnek - fontos alkalmazkodás világban, amelyben ez a jelenlét egyre lehengerlőbb. És az alkalmazkodás rövid idő alatt történt, nem több százezer millió év alatt, mivel szükségesnek tartották a faj fejlődését a „klasszikus” mechanizmus - több ezer generáció során, természetes szelekcióval, spontán mutációk révén rögzült néhány hasznos tulajdonság.
Egy másik példát két biológus, Peter és Rosemary Grant mutat be a "40 éves evolúció: a hibridizáció" segítségével a madárfajok - a "Galapagos-szintézis" néven ismert rokon fajok csoportjából - alkalmazkodni tudtak. a változó életkörülmények a Galapagos-szigetek szigetein, amikor egyes szigetek ökológiája megváltozott egy különösen erőteljes El Niño-jelenség hatására.
Ennek a szupergyors evolúciónak a titka, hogy az egymást keresztező fajok már „tesztelt” tulajdonságokat kicserélik, és már tesztelik az evolúciót.
A biológusok által talált másik szempont az a hibridizáció gyakrabban fordul elő nehéz helyzetekben, például ragadozók fenyegetése vagy nagyon kedvezőtlen éghajlati viszonyok. Olyan, mintha az állatok azt mondanák maguknak, hogy amikor nehéz idők vannak és bizonytalan az élet, jobb párosodni egy másik faj társával, mintsem egy bizonyos társ keresésével pazarolni az időt, azzal a kockázattal, hogy nem találják meg. időben, és nem tudja továbbadni a szempilláját. A természet csodálatos adaptív mechanizmusa, amelyet az élet megőrzésének támogatására terveztek, még az interspecifikus hibridek "tökéletlen" formájában is!
Az emberi tevékenység okozta nyomás, fenyegetés - túllépés, túlhalászás, szennyezés, élőhelyek pusztulása, éghajlatváltozás - mind stimulálhatja ezt a folyamatot. Ez az egyik kevésbé ismert módja annak, ahogyan az ember befolyásolja a természetet.
Ezért a speciációt (fajdifferenciálást) irányító erős evolúciós mechanizmusokkal együtt - mivel különben nem lenne sokszínűség - vannak finomabb, kevésbé ismert mechanizmusok, amelyek az ellenkező folyamatot támogatják: egyes fajok egyesülését. Mindkét mechanizmus szerepet játszik a földi élet evolúciójának forgatókönyvében, amely a helyzet elmélyülésével egyre összetettebbé válik.
Mindezek a szempontok még nehezebbé teszik a faj meghatározását. Vagy ahogy Brendan Kelly, a Monterey Bay-i Akvárium tudományos igazgatója megfogalmazza: "A biológia piszkos titka az, hogy az a tényleges alapegység, amellyel ez a tudomány működik - a faj, valójában nem határozható meg egyértelműen."
Ez nemcsak elméleti probléma, de fontos, amint arra az idézett cikk szerzője rámutat, a természetvédelmi erőfeszítések szempontjából: a fajok közötti hibridizációt gyakran veszteségnek tekintik (mert ez egyes fajok, mint ilyenek, "tiszta" fajok kihalásához vezethet). ). De néha a biológiai sokféleség szempontjából ez nyereségnek is tekinthető; megint a coilupis esete érdekes példa erre.
De a fajokról és hibridekről szóló hagyományos gondolkodásmód következményei túlmutatnak a biológiai és természetvédelmi kérdéseken, vegyen figyelembe néhány szakembert. A cikk szerzője Michael Arnold, a Georgia Egyetem genetikusának véleményét idézi; úgy véli, hogy a "klasszikus" nézetben, amely hangsúlyozza a faj tisztaságának fenntartásának fontosságát, és amely a hibrideket törmeléknek tekinti, megtalálható a keresztezés, faji keveredés, "corcire" anakronisztikus elképzeléseinek visszhangja. A legtöbb biológus gondolkodását nem érinti öntudatlanul ez az elavult gondolkodásmód? Ha igen, mondja a cikk szerzője, akkor a paradigmaváltás, a hibridizáció mint evolúció mechanizmusának új felfogása, potenciális pozitív hatásokkal, annak a jele, hogy a biológia végül elutasítja az áltudomány régóta fennálló befolyását.
És ez az új nézet, bár sokak számára kényelmetlen - mivel a klasszikus biológiai gondolkodás letaposott pályájáról vonja le őket, miszerint a fajok fajok, a hibridek pedig a természet hibái - azt mutatja, hogy valójában a probléma a mi szűk módunk. gondoljon a természetre, az evolúcióra, a bolygó életére. A természet nem engedelmeskedik az általunk kitalált kategóriáknak, nem lehet bezsúfolva az általunk készített osztályozásokba, nem illeszkedik fixen a rendezett fiókos bútorokba, amelyeket a fejünkben építettünk annak megszervezésére, ahogyan szeretnénk látni, tökéletesen rendezve az általunk kitalált kritériumok szerint. A természet hatalmas, bonyolult, határtalan a megnyilvánulásainak sokféleségében, amelyek adaptációira képes; szélesebb és összetettebb, mint azt el tudjuk képzelni; minden új felfedezés megmutatja ezt nekünk. És a biológusok apránként kezdik ezt értékelni, eltávolodva a múlt tudományos elképzeléseinek merevségétől, és új módon alkalmazva a Föld életét. Hogy ezek az új felfedezések miként befolyásolják ezt az új gondolkodásmódot arról, hogyan viszonyulunk a természethez, még várat magunkra, hogyan kell még látni, és milyen hatással lesz a hibridizáció a bolygó biológiai sokféleségére.