Частина перша: Проблема добра

Вже перші натуралісти помітили, що в природі існують групи тварин і рослин, особини яких більше схожі один на одного, ніж на представників інших таких груп. Народилася своєрідна «народна» концепція виду. Ці початкові уявлення про природу виду базувались на двох фактах: по-перше, репродуктивна сумісність - коти можуть мати плідне потомство лише з котами (не китами, комарами чи п’явками) і завжди розводити котів (не китів, комарів чи п’явок); по-друге, їх відокремлює від інших видів розрив у мінливості - коти можуть бути різноманітними, але ми не бачимо особин чи популяцій, які поступово перетворилися б, наприклад, на левів, тигрів чи інших «котів». Однак дослідження показали, що деякі з цих спостережень були лише зовнішнім виглядом, і що питання видів далеко не ясне і просте, як може здатися з визначень. Еволюція винна.

Без репродуктивної ізоляції

Не судіть про види за зовнішнім виглядом

Крім необхідності повної репродуктивної ізоляції Традиційні визначення видів також завищували зовнішні відмінності. Це показують дослідження метеликів, іскор, попелиць, деяких риб та птахів відмінності між близькими видами зазвичай не більші за різниці між природними варіаціями всередині видів. В результаті іноді виникає курйозна ситуація. Багато яйцеподібних видів не можуть успішно схрещувати один одного, але з іншого боку, суттєво різні породи собак приносять у світ плідне потомство. Значні зовнішні відмінності не обов'язково вказують на великі генетичні відмінності, а тому не є необхідними для появи видів (фізично надзвичайно різні породи собак генетично набагато більше схожі між собою, ніж два сестринські види, хоча вони виглядають практично ідентичними).

Повний початок

У пустелі види, що виникають, можна зустріти на всіх етапах появи, навіть цілком зародковий. Наприклад, північноамериканська муха Rhagoletis pomonella обмежила поширення дієт на глодах до приходу європейців. Однак завдяки імпортним яблуням на початку XIX століття на підносі, так би мовити, пропонували новий вид їжі. Деякі мухи помітили, що можуть впоратися з цим. Розкол нової популяції та її ізоляція невдовзі стали можливими завдяки тому, що ця муха зазвичай розмножується лише на деревах, на яких вона вилупилася. Однак через природну різницю в цій тенденції купка особин вирішила розмножуватися на яблунях. Оскільки більшість інших особин цього не робили, нове населення репродуктивно ізолювалось від матері, хоча місцями воно знаходилось лише на кілька десятків сантиметрів. Як було встановлено, в даний час обидва типи відрізняються різними темпами дозрівання та тимчасовим періодом розмноження, пристосованим до періоду дозрівання їх їжі. І коли в кінці минулого століття генетики розглянули свою ДНК, вони виявили наявність відмінностей. Безсумнівно, представники цієї мухи вирушили в далеку подорож, що призвела до появи нового виду.

У комахоїдного монарха виду Monarch castaneiventris з Соломонових островів поява частини популяції стала причиною відокремлення. Мутація, яка спочатку мала місце лише у однієї птиці, а згодом поширилася на її потомство, спричинила появу абсолютно чорних особин, тоді як решта популяції зберегла животи каштанового кольору. Хоча представники як оригінальної, так і мутованої форми все ще здатні приносити життєздатне потомство у дикій природі, представники однієї групи вважають представників іншої іноземними. Агресивні територіальні самці взагалі не помічають, коли на їх територію потрапляє сік з іншої групи кольорів.

Репродуктивна ізоляція як чорними монархами, так і яблуками не дає мухам схрещуватися з представниками материнської популяції, що дозволяє їм поступово накопичувати різні мутації, переважно нейтральні з точки зору виживання в дикій природі, але все більше і більше диференціюючи їх ДНК. Зрештою, ці зміни завадять їм успішно розмножуватися з представниками батьківської популяції, завершуючи тим самим появу нового, повністю виразного виду.

Ще один крок далі

Еволюція косаток просунулася набагато більше. Біологи, традиційно визнаючи лише косатку, помітили, що деякі популяції відрізняються від інших кольором, поведінкою, звуком, середовищем та вибором їжі. Якщо деякі з них перекриваються, вони уникають одне одного, і згідно з молекулярним аналізом, вони не перетиналися тисячі років. З п’яти визнаних підтипів хижаків він залишається невизначеним і може розглядатися як окремий вид. Аналіз мітохондріальної ДНК дозволяє припустити, що окремими видами можуть бути принаймні два типи живих вод в Антарктиці та один тип відкритого океану на півночі Тихого океану.

Кільцеві види

Мабуть, вони найбільш наочно демонструють еволюцію в дії т. Зв кільцеві види, тобто види, ареал яких оточений екологічним або географічним бар’єром і тому нагадує кільце. Сусідні популяції без проблем схрещуються, але віддалені поводяться як особливі види, оскільки вони відтворювані несумісні між собою.

Прикладом кільцевого виду є каліфорнійська саламандра Ensatina eschscholtzii. Про це свідчать відмінності в ДНК, ферментах, фарбуванні та поведінці зміни до нового виду в семи фокусах на різних рівнях завершеності. Два з цих «підвидів» мають значно різні ДНК і не перетинаються. Хоча вони можуть бути конкретними видами, вони пов'язані між собою, як вимагає визначення кільцевих видів, перехідних популяцій.

Спостерігайте за подібною ситуацією із зеленими колібрі з Північної Азії та Східної Європи. У Сибіру з’явилися два типи цих птахів - східний та західний, які не перетинаються на вузьких популяціях. Крім того, вони залучають самок до різних пісень і прикрашають їх різними кольорами. Крім того, самці зовсім не реагують на пісні чоловіків другого типу, а агресивно реагують на пісні власних членів. Незважаючи на відмінності на рівні конкретних видів, обидва типи на півдні пов’язані між собою серією щодо зовнішнього вигляду та поведінки перехідних популяцій, ареал яких оточує Тибетське плато.

Еволюція ракети
Незважаючи на поширену віру в те, що еволюція повільна, вона часом насправді протікає надзвичайно швидко. Це демонструє, наприклад, популяція мишей, занесених на острів Мадейра лише 500 років тому. За цей час тут з’явилося шість особливих видів загалом відбулося дев'ять хромосомних зрощень (приєднання двох хромосом) - ці види мишей мають від 22 до 30 хромосом. Водночас єдиний, так, злиття однієї хромосоми - це найважливіша генетична різниця, яка відрізняє людей від шимпанзе.

Захоплюючі дух зміни відбулися в зруйнованій ящірці, з якої менше десятка дісталося хорватського острова Мрчара в 1971 році. Ящірки тут швидко розмножились і пристосувались до місцевих умов: вони вже не всеїдні, а рослиноїдні. Зміни в харчових звичках, схоже, побічно через природний відбір спричинили відносне збільшення голови цих тварин та більшу силу жувальних м’язів, що є ключовими пристосуваннями для споживання твердої листової їжі. Також спостерігалося відносно велике пристосування, формування м’язових перегородок, що розділяють частини товстого кишечника і уповільнюють проходження їжі через кишечник тварини. Таким чином, кишечник має більше часу, щоб засвоїти рослинну їжу з низьким вмістом поживних речовин і здатний витягнути з неї більше поживних речовин. Також відбулися зміни в поведінці. Менший острівний простір збільшив щільність населення, що призвело до відмови від територіального способу життя. Усі ці зміни відбулися менш ніж за 40 років!

Швидка еволюція здається досить поширеним явищем у новонароджених або інвазивних видів. Потім еволюційні зміни спостерігались для деяких ознак менше ніж за 10 років!

Види з пробірки

Нові види вже створені руками людини, наприклад шляхом одомашнення, як у випадку з собакою чи вівцею. За значно коротший час вдалося домогтися появи нових видів у лабораторії, особливо у польових мух восьминогів. Штучний відбір, спрямований на пріоритет певних характеристик у партнера по спарюванню Drosophila paulistorum, наприклад між 1958 і 1963 рр., Призвів до двох популяцій, які показали стерильність чоловічого потомства, тобто рівень репродуктивної ізоляції на рівні зубрів та великої рогатої худоби! Октомілки також демонструють реальність еволюції в дикій природі - вони включають різноманітні види з різним рівнем репродуктивної ізоляції.

Значної зміни в поведінці спаровування було досягнуто лише після 15 поколінь бурого жука. Вибірковим відбором найважчих та найлегших лялечок для подальшого спаровування було досягнуто, що у двох із чотирьох експериментальних популяцій, великі та малі жуки, відповідно, виявили перевагу до спаровування лише з типом розміру, до якого вони належали. Іншими словами, досягнута найраніша стадія репродуктивної ізоляції, і, отже, перший крок до появи нового виду.

Мікро проти макрос

Представляючи зафіксовані випадки еволюції, іноді заперечують, що це лише випадки "малої" еволюції, мікроеволюції, а не масштабної еволюції, т.зв. макроеволюція. Такий аргумент є цілком помилковим. По-перше, на думку більшості біологів, макроеволюція, як правило, є не що інше, як удар, що спричиняє більш мікроеволюційні зміни. По-друге, мікроеволюція означає еволюцію всередині виду, поява нових видів вже являє собою макроеволюцію.

Інші приклади