De studie van zeeslakken helpt het debat te verhelderen over hoe we naar grote evolutionaire transities moeten kijken

Biologen hebben ontdekt dat belangrijke evolutionaire veranderingen geleidelijk plaatsvinden, in tegenstelling tot dramatische ‘brutale’ stappen, waarmee de lang besproken vraag wordt beantwoord hoe baanbrekende innovaties zoals vliegen, zien en het krijgen van levende nakomelingen tot stand zijn gekomen.

Evolutie is meestal een geleidelijk proces dat plaatsvindt in kleine, stapsgewijze stappen, maar het levert af en toe verrassende nieuwe functies op, zoals de veren waardoor vogels uiteindelijk konden vliegen.

Tot nu toe was het moeilijk te begrijpen hoe deze belangrijke evolutionaire veranderingen plaatsvinden, deels omdat veel ervan lang geleden plaatsvonden, en deels omdat tussenstadia moeilijk te visualiseren zijn. Sommigen hebben gesuggereerd dat dit in grote stappen gebeurt, wanneer mutaties met een grote impact aanleiding geven tot ‘hoopvolle monsters’. Anderen beweren dat innovaties geleidelijk tot stand komen, waarbij natuurlijke selectie de voorkeur geeft aan tussenstappen.

Door het verkrijgen en bestuderen van de volledige genoomsequentie van een groep zeeslakken die onlangs de overstap hebben gemaakt van het leggen van eieren naar levendgeborenen, zijn wetenschappers van de Universiteit van Sheffield en hun medewerkers van de Universiteit van Göteborg en het Institute of Science and Technology Austria nu in staat om het debat over ten minste één voorbeeld te beslechten.

De studie maakte gebruik van nieuwe methodologie om te ontdekken of deze nieuwe verschuiving in geboortestijl snel of geleidelijk plaatsvond. Deze bevindingen kunnen vervolgens worden toegepast om andere dramatische verschuivingen in de evolutie te helpen verklaren. Het onderzoek is gepubliceerd in Wetenschappen.

Wetenschappers hebben 50 genen kunnen identificeren die volledig verband houden met de voortplantingsstatus, en bovendien het tijdstip van hun oorsprong kunnen schatten. Uit de resultaten bleek dat de ziekte zich geleidelijk heeft opgehoopt en zich op verschillende tijdstippen in het verleden heeft verspreid. Dit laat zien dat innovatie zich geleidelijk kan ontwikkelen, in plaats van in één enkele evolutionaire stap.

Professor Roger Butlin van de School of Biological Sciences van de Universiteit van Sheffield zei: ‘Het begrijpen van de evolutionaire oorsprong van belangrijke innovaties is belangrijk omdat ze de loop van de evolutie dramatisch kunnen veranderen, zoals toen levende zwangerschappen leidden tot de diversificatie van zoogdieren of veren vogels hielpen. hun vermogen om te vliegen te ontwikkelen, maar zelfs nu zijn er weinig mogelijkheden geweest om deze zaken te bestuderen, vooral omdat de meeste evolutionaire veranderingen lang geleden plaatsvonden.

“Door het ontdekken en bestuderen van de recente evolutionaire verschuiving in de manier waarop zeeslakken bevallen, zijn we nu in staat deze belangrijke veranderingen te begrijpen en onze methoden toe te passen op vele andere evolutionaire verschuivingen.”

Hij voegde eraan toe: “Onze resultaten zullen de manier veranderen waarop biologen naar grote evolutionaire transities kijken, waardoor de focus verschuift van grote sprongen in de evolutie naar het begrijpen van de progressieve voordelen van kleine evolutionaire stappen. Ze zullen anderen ook helpen de genetische en historische basis van andere adaptieve eigenschappen te ontleden. .” “Dit is belangrijk wanneer veel organismen zich snel moeten aanpassen aan een veranderende wereld.”

Het team is nu van plan de functies van de genen die ze hebben geïdentificeerd te bestuderen, om de reeks evolutionaire stappen te begrijpen die tot een levendgeborene hebben geleid. Ze hopen ook dat hun methoden kunnen worden toegepast op andere vormen van aanpassing, waaronder zaken als thermische tolerantie, die moet evolueren als sommige soorten de klimaatverandering willen overleven.