8 Voorbeelden van evolutie in actie

Evolutie is een van de grootste wetenschappelijke ontdekkingen aller tijden. Gewapend met de kennis van de verwevenheid van al het leven op aarde, hebben biologen verrassende ontdekkingen gedaan. Er is zoveel bewijs ten gunste van evolutie, dat ertegen argumenteren is als het ontkennen dat er een maan aan de hemel is. Toch mensen nog steeds actief ontkennen dat de evolutie plaatsvindt. Speciatie, de vorming van een nieuwe soort uit een voorouder, duurt erg lang, maar er zijn evolutionaire stappen die kunnen worden waargenomen. Hier zijn acht voorbeelden, van vele, van evolutie in actie.

8

De Peppered Moth

Ik begin deze lijst met een klassiek voorbeeld van evolutie dat in veel schoolboeken te vinden is. Oorspronkelijk had de overgrote meerderheid van gepeperde motten (Biston betularia) een lichte, gevlekte kleuring die een goede camouflage was tegen roofdieren. Vóór de industriële revolutie vormde 2% van de soort een uniforme donkere variant van de gepeperde mot. Na de industriële revolutie vertoonde 95% van de gepeperde motten deze donkere kleuring. De beste verklaring waarom deze verandering in de soort plaatsvond, was dat de nachtvlinders hun voordeel van camouflage verloren omdat lichte oppervlakken werden verdonkerd door vervuiling, en dus werden lichte motten vaker door vogels opgegeten. De gepeperde mot als een voorbeeld van evolutie is onlangs aangevallen, meestal met betrekking tot de oorzaak van de verschuiving in kleuring, maar het voorbeeld blijft nog steeds een belangrijke verschuiving in een soort veroorzaakt door mutaties die leiden tot variatie en natuurlijke selectie.

7

Leef geboorte in Drievingerige skinks

Het voorbeeld van de gepeperde mot is een mooie voor schoolboeken omdat het een enkele eigenschap gebruikt. Speciatie omvat vele mutaties die tot significante veranderingen leiden. De geelbuikige drievingerige skink (Saiphos equalis) is een hagedis van New South Wales, in Australië, die de overgang lijkt te ondergaan van het leggen van eieren naar levende geboorte. Omdat deze skinks eieren kunnen leggen of kunnen bevallen, krijgen wetenschappers de kans om de aanpassingen die nodig zijn voor een levende geboorte te bestuderen. Skink embryo's ingekapseld in een ei hebben een extra bron van calcium die de levend geboren skinks missen. Het blijkt dat dit voedingsverschil wordt aangevuld door de moeder die extra calcium afscheidt voor de jongeren die in haar worden gehouden. Dit lijkt de eerste stap op weg naar het ontwikkelen van een systeem zoals de zoogdierplacenta. Vinnen die aan de kust leven hebben de neiging om eieren te leggen, waarschijnlijk omdat het warme weer voorspelbaar is en voldoende voor embryonale ontwikkeling. Skinkers die in de koelere bergen leven, hebben de neiging om levende jongeren te baren, het lichaam van de moeder zorgt voor een stabielere temperatuur. Het is te voorspellen dat deze twee populaties op een gegeven moment zullen scheiden in verschillende soorten, aangezien elke populatie gefixeerd raakt in haar reproductiestrategie.

Dit roept een veel voorkomende vraag op bij creationisten: als de mens is geëvolueerd van apen, waarom zijn er dan nog steeds apen? Nou, met de skinks zouden we twee soorten gevormd zien, een eierleggende en een levende geboortesoort. Elk zou het best geschikt zijn voor hun leefgebied. Als levende bevallingsverschillen voortkomen uit eierlagen, waarom zijn er dan nog steeds eilagen? Omdat elk is aangepast voor zijn niche.

6

De wapenwedloop tussen krabben en mosselen

Evolutie gebeurt vaak in tandem; een roofdier evolueert een verbeterde jachtmethode en eventuele mutaties in de prooisoort die de overlevingskansen ondersteunen, worden geselecteerd om te leiden tot een verandering in de prooiepopulatie. We hoeven echter niet te wachten tot een roofdier evolueert om dit te observeren; moderne mensen hebben soorten over de hele wereld vervoerd en daardoor kunnen we nieuwe soort-interacties observeren. De Aziatische kustkrab (Hemigrapsus sanguineus) is een invasieve soort in New England die zich voedt met de inheemse blauwe mosselen. Onlangs is vastgesteld dat mosselen, wanneer ze Aziatische oeverkrabben detecteren, dikkere schelpen ontwikkelen om te voorkomen dat de krabben ze opeten. Dit schaalverdikkingsgedrag is kostbaar voor de mosselen en is dus sterk gereguleerd. De evolutionaire factor hier is dat alleen mosselen uit gebieden waar Aziatische kustkrabben endemisch zijn, hun wanden zullen verdikken wanneer ze worden blootgesteld aan de krabben. Die mosselen uit andere regio's detecteren de krabben niet als een bedreiging. Hier zien we de startschotten in een evolutionaire wapenwedloop.

5

Italiaanse muurhagedissen

In 1971 werden tien Italiaanse muurhagedissen (Podarcis sicula) geïntroduceerd op het eiland Pod Mrčaru van een naburig eiland. De hagedissen bleven decennialang achter en vergeleken met de kolonie waarvan ze werden gemaakt. De muurhagedissen op Pod Mrčaru, nadat ze een klein genetisch knelpunt hadden doorgemaakt, bleken goed te hebben gedraaid en zich aan hun nieuwe eiland aan te passen. Ze bleken te zijn verschoven van een hoofdzakelijk insectenetend dieet naar een zwaar gewas. Deze dieetverandering lijkt de hagedissen dramatisch te hebben veranderd. Het hoofd van de Pod Mrčaru hagedissen is groter en heeft een veel grotere bijtkracht. Dit zijn belangrijke aanpassingen voor het omgaan met kauwbladeren. Het meest opwindende teken van evolutie is de ontwikkeling van cecale kleppen, spieren die worden gebruikt om delen van de darm te scheiden. Deze dienen om de passage van voedsel door de darm te vertragen en tijd te geven voor de bacteriën in de darmen om het plantenmateriaal af te breken voor absorptie. Dit is een geheel nieuwe ontwikkeling in de Italiaanse muurhagedis en een belangrijke aanpassing.

4

Cane Toads

De rietpad in Australië is waarschijnlijk een van de beroemdste invasieve soorten ter wereld. Het heeft enorme schade aan de landbouw en inheemse soorten. Australië is groot, voor degenen die het niet weten, en het kost tijd voor een invasieve soort om zich te verspreiden. Die padden aan de voorkant van de invasiegolf zijn waarschijnlijk degene die het best geschikt zijn om het snelst te verspreiden. Natuurlijk, deze snelgroeiende padden zullen met elkaar fokken omdat alleen andere snelle padden vooraan staan. Dit wordt charmant 'het Olympische dorpseffect' genoemd en versterkt de aanpassingen die deze padden vooraan plaatsen.Toen de padden aan de voorkant van de invasiegolf werden bestudeerd, bleken ze groter, harder te zijn, hadden ze langere poten waardoor ze sneller konden gaan en waren ze actiever. Als gevolg van dit soort aanpassingen is de snelheid waarmee rietpadden zich verspreiden sinds hun introductie steeds groter geworden.

3

Darwin's Finches

Dit is geen eenvoudige samenvatting van Darwin's oorspronkelijke observaties van aanpassing tussen de vinken van de Galapagos. Deze vinken helpen nog steeds de evolutie te begrijpen. Peter en Rosemary Grant bestudeerden de vinken op een van de Galapagos-eilanden en hebben evolutionaire veranderingen waargenomen die werden veroorzaakt door de directe concurrentie van twee rivaliserende soorten. De medium grondvink was goed ingeburgerd op het eiland Daphne en was diepgaand bestudeerd. Zijn snavel was perfect geschikt voor het kraken van grote noten. In 1982 arriveerde de grote grondvink van een naburig eiland. Deze grotere vinken konden de inheemse middelgrote gemalen vinken verdrijven en aten alle grote noten. Tijdens de periode van onderzoek bleken de middelgrote grondvinken van het Daphne-eiland kleinere snavels te hebben ontwikkeld die meer geschikt waren voor de kleinere noten, genegeerd door de binnenvallende grotere vinken. Dit is een klassieke studie in de evolutionaire biologie.

2

Vlinders en parasieten

Het bestuderen van de evolutie kan tientallen jaren duren, maar af en toe gebeurt er ongelooflijk snel. De Blue Moon Butterfly (Hypolimnas bolina) van de Samoaanse eilanden werd aangevallen door een parasiet die mannelijke embryo's vernietigde. Dit leidde tot een onbalans tussen mannen en vrouwen waarbij mannen slechts 1% van de vlinderpopulatie uitmaakten. Echter, binnen tien generaties (~ 1 jaar) waren mannen teruggekeerd naar 40% van de bevolking. Dit is niet omdat de parasiet verdwenen is, het is nog steeds aanwezig, maar het is niet langer dodelijk voor mannelijke embryo's. Deze casus laat zien hoe een mutatie die een voordeel oplevert zich snel door een populatie kan verspreiden. Elke man met het vermogen om infectie te overleven, zou in staat zijn om te paren met een groot aantal vrouwtjes, vanwege de schaarste van andere mannetjes, en zijn immuniteit verspreiden door de genenpool.

1

Evolutie in het Lab

Naarmate de enorme hoeveelheid resistente ziekteverwekkers groeit, leren we dat evolutie het gemakkelijkst waar te nemen is bij soorten met een snelle generatiegraad. Sinds 1988, in het laboratorium van Richard Lenski, is de evolutie van twaalf E. coli-populaties van een enkele stam van de voorouder bestudeerd. Sindsdien zijn meer dan 50.000 generaties E. coli verdwenen en zijn de verschillen tussen de populaties en elke populatie van de stam van de voorouder gedocumenteerd. Met regelmatig genomen monsters van elke populatie kunnen de geaccumuleerde genetische veranderingen met gemak worden gevolgd. Na verloop van tijd zijn de bacteriën veel efficiënter geworden in het kweken onder de gebruikte omstandigheden. Deze studie heeft aangetoond hoe evolutie zich daadwerkelijk voordoet. Een van de populaties ontwikkelde het vermogen om citraat te gebruiken als een voedingsstof, iets dat anders onbekend was in E. coli onder vergelijkbare omstandigheden. "Life Evolves!" Dit citaat is van een briljante brief die Lenski schreef aan een bijzonder verfoeilijke creationist. De reeks letters is hier te vinden.