วิวัฒนาการเร็วแค่ไหน? ในวิวัฒนาการแบบปรับตัว การคัดเลือกโดยธรรมชาติทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมในลักษณะที่สนับสนุนการอยู่รอดและการสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด แม้ว่าชาร์ลส์ ดาร์วินจะคิดว่ากระบวนการนี้เกิดขึ้นในช่วงเวลาทางธรณีวิทยา แต่เราได้เห็นตัวอย่างวิวัฒนาการที่ปรับตัวได้อย่างมากในช่วงไม่กี่ชั่วอายุคน แมลงเม่าเปลี่ยนสีตามมลพิษทางอากาศ การรุกล้ำทำให้ช้างบางตัวต้องสูญเสียงาไปและปลาก็พัฒนาความต้านทานต่อสารเคมีที่เป็นพิษ
อย่างไรก็ตาม ยังยากที่จะบอกได้ว่าวิวัฒนาการแบบปรับตัวได้รวดเร็ว
เพียงใดในปัจจุบัน เรายังไม่รู้ว่ามันมีส่วนในชะตากรรมของประชากรที่ถูกท้าทายจากการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อมหรือไม่
เพื่อวัดความเร็วของวิวัฒนาการที่ปรับตัว ได้ในป่าเราศึกษาประชากรนกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม 19 กลุ่มในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา เราพบว่ากำลังพัฒนาเป็นสองเท่าถึงสี่เท่าของความเร็วที่แนะนำโดยงานก่อนหน้านี้ สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าวิวัฒนาการแบบปรับตัวอาจมีบทบาทสำคัญในการเปลี่ยนแปลงลักษณะและจำนวนประชากรของสัตว์ป่าในช่วงเวลาสั้นๆ
เครื่องมือของนักชีววิทยาวิวัฒนาการ: คณิตศาสตร์และกล้องส่องทางไกล
เราจะวัดได้อย่างไรว่าวิวัฒนาการแบบปรับตัวได้เร็วแค่ไหน? ตาม ” ทฤษฎีบทพื้นฐานของการคัดเลือกโดยธรรมชาติ ” ปริมาณของความแตกต่างทางพันธุกรรมใน “ความเหมาะสม” ในการอยู่รอดและสืบพันธุ์ระหว่างบุคคลทั่วทั้งประชากรยังสอดคล้องกับอัตราการวิวัฒนาการของการปรับตัวของประชากร
“ทฤษฎีบทพื้นฐาน” เป็นที่ทราบกันมานานถึง 90 ปีแล้ว แต่เป็นเรื่องยากที่จะนำไปใช้จริง ความพยายามที่จะใช้ทฤษฎีบทในประชากรป่านั้นหายาก และมีปัญหาทางสถิติตามมา
ภาพถ่ายตารางสี่คูณสองแสดงนกกระจิบนางฟ้าที่ยอดเยี่ยม ฮิฮิ นกกระจอกเพลง หัวนมสีฟ้า ลิงแสม ลิงบาบูนเหลือง ท้องนาหิมะ และหมาในลายจุด
เราศึกษาวิวัฒนาการการปรับตัวของสัตว์หลายชนิด ได้แก่ นกกระจิบนางฟ้า ฮิฮิ นกกระจอกเพลง หัวนมสีฟ้า ลิงแสม ลิงบาบูนเหลือง ท้องนาหิมะ และไฮยีน่าลายจุด Timothée Bonnet, Geoff Beals, Pirmin Nietlisbach, Ashley Latimer, Lauren Brent, Fernando Campos, Oliver Hönerผู้เขียนจัดให้
เราทำงานร่วมกับสถาบันวิจัย 27 แห่งเพื่อรวบรวมข้อมูลจากประชากรป่า 19 แห่ง
ที่ได้รับการติดตามเป็นเวลานาน บางส่วนมีตั้งแต่ทศวรรษ 1950
นักวิจัยหลายรุ่นเก็บรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับการเกิด การผสมพันธุ์ การสืบพันธุ์ และการตายของแต่ละบุคคลในประชากรเหล่านี้
เมื่อรวมกัน ข้อมูลเหล่านี้เป็นตัวแทนของสัตว์ประมาณ 250,000 ตัว และการทำงานภาคสนาม 2.6 ล้านชั่วโมง การลงทุนอาจดูอุกอาจ แต่ข้อมูลได้ถูกนำมาใช้ในการศึกษาทางวิทยาศาสตร์หลายพันครั้งแล้ว และจะถูกนำมาใช้อีกครั้ง
สถิติการช่วยเหลือ
จากนั้นเราใช้แบบจำลองพันธุกรรมเชิงปริมาณเพื่อใช้ “ทฤษฎีบทพื้นฐาน” กับประชากรแต่ละกลุ่ม แทนที่จะติดตามการเปลี่ยนแปลงในทุกยีน พันธุศาสตร์เชิงปริมาณใช้สถิติเพื่อจับผลสุทธิที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงในยีนนับพัน
เรายังพัฒนาวิธีการทางสถิติแบบใหม่ที่เหมาะกับข้อมูลได้ดีกว่ารุ่นก่อนๆ วิธีการของเราจับคุณสมบัติหลักสองประการของการอยู่รอดและการสืบพันธุ์ที่กระจายอย่างไม่สม่ำเสมอในประชากรในป่า
ประการแรก คนส่วนใหญ่ตายก่อนผสมพันธุ์ หมายความว่ามีหลายรายการในคอลัมน์ “ไม่มีลูกหลาน” ของบันทึกการสืบพันธุ์ตลอดชีวิต
ประการที่สอง ในขณะที่พ่อพันธุ์แม่พันธุ์ส่วนใหญ่มีลูกเพียงไม่กี่ตัว แต่บางตัวก็มีจำนวนสูงเกินสัดส่วน ซึ่งนำไปสู่การกระจายแบบไม่สมมาตร
อัตราวิวัฒนาการ
ในบรรดาประชากร 19 คนของเรา เราพบว่าโดยเฉลี่ยแล้ว การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมเพื่อตอบสนองต่อการคัดเลือกมีส่วนทำให้ความสามารถในการอยู่รอดและขยายพันธุ์เพิ่มขึ้น 18.5% ต่อชั่วอายุคน
ซึ่งหมายความว่าลูกหลานโดยเฉลี่ย 18.5% “ดีกว่า” พ่อแม่ของพวกเขา กล่าวอีกนัยหนึ่ง ประชากรโดยเฉลี่ยสามารถอยู่รอดได้เมื่อคุณภาพสิ่งแวดล้อมเสื่อมโทรมลง 18.5% (สิ่งนี้อาจเปลี่ยนแปลงได้หากการตอบสนองทางพันธุกรรมต่อการเลือกไม่ได้เป็นเพียงแรงผลักดันในการเล่นเท่านั้น เพิ่มเติมด้านล่าง)
เมื่อพิจารณาจากอัตราเหล่านี้ เราพบว่าวิวัฒนาการแบบปรับตัวสามารถอธิบายการเปลี่ยนแปลงล่าสุดในลักษณะของสัตว์ป่า (เช่น ขนาดหรือระยะเวลาการสืบพันธุ์) กลไกอื่นๆ ก็มีความสำคัญเช่นกัน แต่นี่เป็นหลักฐานที่ชัดเจน ควรพิจารณาวิวัฒนาการควบคู่ไปกับคำอธิบายอื่นๆ
ผลลัพธ์ที่น่าตื่นเต้นสำหรับอนาคตที่ไม่แน่นอน
สิ่งนี้หมายความว่าอย่างไรสำหรับอนาคต ในช่วงเวลาที่สภาพแวดล้อมทางธรรมชาติกำลังเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วทั่วโลก เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศและปัจจัยอื่นๆ วิวัฒนาการจะช่วยให้สัตว์ปรับตัวได้หรือไม่?
น่าเสียดายที่นั่นคือสิ่งที่ยุ่งยาก การวิจัยของเราประเมินเฉพาะการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมเนื่องจากการคัดเลือกโดยธรรมชาติ แต่ในบริบทของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศยังมีปัจจัยอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง
ประการแรก มีพลังทางวิวัฒนาการอื่นๆ (เช่น การกลายพันธุ์ โอกาสสุ่ม และการย้ายถิ่น)
ประการที่สอง การเปลี่ยนแปลงด้านสิ่งแวดล้อมน่าจะเป็นตัวขับเคลื่อนที่สำคัญของประชากรมากกว่าการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม หากสภาพแวดล้อมเสื่อมโทรมลงเรื่อยๆ ทฤษฎีบอกเราว่าโดยทั่วไปแล้ววิวัฒนาการแบบปรับตัวจะไม่สามารถชดเชยได้เต็มที่
ประการสุดท้าย วิวัฒนาการแบบปรับตัวสามารถเปลี่ยนสภาพแวดล้อมที่คนรุ่นอนาคตประสบได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เมื่อบุคคลแข่งขันกันเพื่อแย่งชิงทรัพยากร (เช่น อาหาร อาณาเขต หรือคู่ครอง) การปรับปรุงพันธุกรรมใดๆ จะนำไปสู่การแข่งขันในประชากรมากขึ้น
งานของเราเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอที่จะคาดการณ์ได้ อย่างไรก็ตาม มันแสดงให้เห็นว่าวิวัฒนาการไม่สามารถลดลงได้หากเราต้องการทำนายอนาคตอันใกล้ของประชากรสัตว์อย่างแม่นยำ
แม้จะมีความท้าทายในทางปฏิบัติ แต่เราก็ตื่นเต้นที่ได้เห็นวิวัฒนาการของดาร์วิน ซึ่งเป็นกระบวนการที่ครั้งหนึ่งเคยคิดว่าเชื่องช้ามาก และดำเนินไปอย่างสังเกตได้ในช่วงชีวิตของเรา
crdit : สล็อตโรม่าเว็บตรง / สล็อตแท้ / สล็อตเว็บตรง
