Ewolucyjna siła natury: Jak mszyce wpływają na pchły wodne!

Ewolucyjna siła natury: Jak mszyce wpływają na pchły wodne!

Naukowcy z Uniwersytetu Jana Gutenberga w Moguncji (JGU) wykazali w przełomowym badaniu, że pośrednie skutki ekologiczne mogą znacząco wpływać na ewolucję gatunków. Odkrycia te, uzyskane we współpracy ze Szwajcarskim Federalnym Instytutem Nauki i Technologii Wodnej (Eawag) oraz Uniwersytetem w Bazylei, stanowią znaczący postęp w biologii ewolucyjnej. Wyniki badań opublikowano w renomowanym czasopiśmie PNAS. Prof. dr Shuqing Xu, jeden z głównych autorów, wyjaśnił, w jaki sposób mszyce wpływają na ewolucję pcheł wodnych, mimo że żyją one w różnych siedliskach.

W stawach doświadczalnych o pojemności 15 000 litrów zaobserwowano, że mszyce żerujące na rzęsie ograniczają reprodukcję tych roślin wodnych. Doprowadziło to do zwiększonej przepuszczalności światła, co z kolei sprzyjało rozwojowi glonów będących pokarmem dla pcheł wodnych. Naukowcy co dwa tygodnie analizowali próbki wody i dokumentowali zmiany zachodzące w stawach. W drugim roku stwierdzono wzrost populacji pcheł wodnych w stawach z mszycami, co wynikało z bogatszego zaopatrzenia w pokarm w wyniku wzmożonego wzrostu glonów.

Koewolucja i efekty pośrednie

Z badania jasno wynika, że ​​nawet gatunki, które nie oddziałują bezpośrednio na siebie, mogą wpływać na swoją ewolucję. Analizy genomiczne wykazały istotne różnice pomiędzy pchłami wodnymi ze stawów z mszycami i pchłami ze stawów kontrolnych. Te ostatnie łatwiej przystosowały się do warunków stawów z mszycami, natomiast populacje pcheł wodnych żyjące w „stawach mszyc” miały trudności adaptacyjne. Jednak te ewolucyjne adaptacje miały swoją cenę, ponieważ pchły wodne mogły teraz przetrwać tylko w stawach bardziej bogatych w składniki odżywcze.

Badania te uzupełniają istniejącą wiedzę na temat koewolucji, która często koncentruje się na ściśle oddziałujących parach gatunków. Międzynarodowy zespół badawczy, w tym Uniwersytet w Zurychu, uznał, że koewolucja może również zachodzić w złożonych sieciach obejmujących wiele gatunków. W tych bogatych gatunkowo społecznościach kluczowe znaczenie mają nie tylko bezpośrednie interakcje, ale także skutki pośrednie, które często odgrywają ważniejszą rolę

.

Znaczenie współpracy globalnej

Ustalenia JGU podkreślają potrzebę międzynarodowej współpracy w badaniach biologicznych. Należy rozszerzyć teorię ewolucji, aby uwzględnić zrozumienie tych złożonych interakcji, aby uchwycić dynamikę w różnorodnych ekosystemach.

Przykładem takich dynamicznych interakcji są relacje drapieżnik-ofiara, które reprezentują klasyczny model koewolucji. Przynależność do ekosystemów wpływa na cechy ewolucyjne drapieżników i ofiar. Na przykład drapieżniki, takie jak lisy lub ptaki drapieżne, rozwijają umiejętności skuteczniejszego chwytania ofiary, podczas gdy zwierzęta będące ofiarami, takie jak króliki lub owady, opracowują strategie zwiększające swój współczynnik przeżycia.

Pokazuje to, że koewolucja nie ogranicza się tylko do gatunków bezpośrednio oddziałujących na siebie, ale także do złożonych sieci, w których szybkie zmiany środowiskowe mogą potencjalnie wywołać kaskadowe zmiany ewolucyjne. Informacje zwrotne w tych złożonych systemach mogą prowadzić do stabilności lub niestabilności społeczności.

W przyszłości kluczowe będzie uwzględnienie tych ustaleń w badaniach mających na celu lepsze zrozumienie skutków zmiany klimatu i innego wpływu człowieka na różnorodność biologiczną oraz zarządzanie nimi. Rosnące zainteresowanie tymi tematami może oznaczać, że z niecierpliwością czekamy na nową erę w biologii, w której na pierwszy plan wysuwa się złożoność interakcji, a nie tylko izolowane zachowanie poszczególnych gatunków.

Więcej informacji można znaleźć w opracowaniach autorstwa JGU, Uniwersytet w Zurychu I Studyflix.