Na Oceanie Indyjskim, 400 kilometrów na północny zachód od Madagaskaru, znajduje się płytka laguna otoczona pierścieniem wysp. Te wychodnie tworzą Atol Aldabra, miejsce, w którym kwitną namorzyny, a 100 000 gigantycznych żółwi wędruje na wolności.
Ostatnio uwagę świata przykuł inny mieszkaniec. Szyna Aldabra ( Dryolimnas cuvieri aldabranus ) to ptak wielkości kurczaka występujący wyłącznie na atolu. Jest to również jedyny ptak wyspiarski na Oceanie Indyjskim, który jest nielotny . Słabe mięśnie ramion i asymetryczne lotki utrzymują ptaka w stanie uziemienia.
Jednak jego przodkowie potrafili latać. Szyna Aldabra wyewoluowała z szyny białogardłowej ( Dryolimnas cuvieri ), wciąż żyjącego ptaka, który często unosi się w przestworzach. Szyny białogardłe zamieszkują Madagaskar i sąsiednie wyspy. Tysiące lat temu wiele z tych ptaków poleciało na atol Aldabra.
Wtedy, podobnie jak teraz, duże drapieżniki występowały na atolu rzadko. Ponieważ zagrożenie drapieżnictwem prawie zniknęło, potomkowie ptaków stopniowo tracili zdolność latania. To samo stało się z dodo , innym ptakiem zamieszkującym wyspy, którego przodkowie poddali się lotowi .
Latanie to czynność o dużej energii. Kiedy nie ma potrzeby odlatywania od drapieżników - a pożywienie można zdobyć po prostu spacerując - po co marnować energię? Na atolu Aldabra lot stał się niepotrzebny do krótkotrwałego przetrwania. Tak więc przez wiele pokoleń izolowana populacja kolejowa dała początek całkowicie nielotnym ptakom, jakie znamy dzisiaj.
But wait! It turns out there's a startling plot twist. Apparently, the sequence of events we just described happened more than once. A 2019 study suggests that flighted, colonizing rails came to Aldabra and begat a nonflying subspecies on two different occasions. It's as if natural selection hit the "reset" button.
Scientists call the phenomenon iterative evolution. Today, we're going to explain what this process entails — and what it doesn't.
The Talk of an Atoll
University of Portsmouth biologists Julian P. Hume and David Martill co-authored the groundbreaking new study, which appeared in the Zoological Journal of the Linnaean Society on May 8, 2019.
Od czasu opublikowania ich pracy praca Hume'a i Martill spotkała się z dużym zainteresowaniem prasy. Niestety, ich odkrycia zostały szeroko błędnie zinterpretowane. Aby usłyszeć, jak mówią to niektóre media, nowoczesna kolej Aldabra w jakiś sposób wyginęła, a następnie wskrzesiła z martwych. Tak się nie stało . I nie tak działa ewolucja iteracyjna.
Fotografowie uwielbiają Atol Aldabra ze względu na jego słoneczne plaże i błękitną lagunę. Jeśli jesteś paleontologiem, wyspy mają jeszcze jedną atrakcję: bogaty zapis skamieniałości sprzed setek tysięcy lat.
Na wyspie Ile Picard, najbardziej wysuniętej na zachód wyspie, w wykopaliskach znaleziono parę skamieniałych kości ramienia z prehistorycznych szyn. Wskazówki geologiczne mówią nam, że kości mają ponad 136 000 lat.
It looks like the dead birds could've used a good flood insurance policy. Judging by the distribution of marine fossils (e.g., oceanic mollusk remains), it appears the atoll was totally submerged underwater multiple times in the past 400,000 years. Most recently, the islands disappeared beneath the waves from about 136,000 to 118,000 years ago due to a rise in sea levels. Afterward, the waters retreated and the atoll re-emerged.
Repetition, But Not Resurrection
Oto moment, w którym historia przybiera nieoczekiwany obrót. Kości ramienia Ile Picard wyglądają prawie identycznie jak te, które widzimy obecnie w żyjących szynach Aldabra - które, jak pamiętacie, są nielotne. Dlatego też ptaki, do których należały te skamieniałości, prawdopodobnie też nie mogły latać.
Więc teoretycznie, kiedy atol został zalany, prehistoryczne szyny nie mogły uciec i zostały zniszczone. Biedactwa.
Na tym jednak saga się nie zakończyła. Jak wyjaśniają Hume i Martill w swojej pracy, skamieniała kość stopy znacznie młodszej szyny została kiedyś wydobyta z Grand Terre, innej wyspy na atolu. Ten okaz ma tylko około 100 000 lat. Ergo, jego właściciel żył po tym, jak poziom morza się obniżył i ponownie pojawił się atol Aldabra.
W intrygującym przypadku déjà vu skamielina ta bardzo przypomina analogiczne kości dzisiejszej szyny Aldabra nielatającej i szyny Wniebowzięcia - ptaka, który wyginął w 1937 r. (Źródła podają, że również nie latał).
Są szanse, że skamielina Grand Terre pochodzi od ptaka, który albo nie potrafił latać, albo tracił zdolność latania. Tak czy inaczej, był to prawdopodobny przodek współczesnych szyn Aldabra.
Według Hume'a i Martilla, patrzymy na ewolucyjną poprawkę. Nielotni wyspiarze, którzy wymarli, gdy atol utonął, wywodzili się od przodków z wysoko szybujących szyn. Gdy wyspy zniknęły, a następnie ponownie się pojawiły, ci powietrzni wędrowcy zaludnili atol i ewoluowali w zupełnie nowy, nielotny podgatunek - taki, który nadal jest na wolności.
History repeated itself, loud and clear. That's iterative evolution in a nutshell.
"Stop Me If You've Heard This One"
Iterative evolution can be defined as "the repeated evolution of a specific trait or body plan from the same ancestral lineage at different points in time."
Let's say there's an organism (or a closely related group of organisms) with a fairly conservative build that manages to survive over a long period of geologic time. If multiple groups of similar-looking descendants independently evolved — one after another — from this common ancestor, it'd be a clear-cut case of iterative evolution.
Consider the ammonites. Spiral-shelled relatives of squids and nautiluses, ammonites roamed the oceans throughout the age of dinosaurs. Some experts think that individuals with thinner shells that were compressed from side to side were better-suited for shallow environments with very fast currents. On the other hand, thicker, heavier shells nicely leant themselves to deep areas far offshore.
So there's evidence that — in certain parts of the world — an ancestral stock of thick-shelled ammonites would periodically give rise to thin-shelled descendants who invaded beachside habitats. When the sea levels fell, many of those habitats disappeared and the offshoot ammonites died out. But their thick-shelled ancestors persisted — and when the oceans rose again, they'd sire a new generation of shallow water denizens with thin shells.
And that's just one example. Iterative evolution might also explain the repeated rise and fall of similar-looking sea cows over the past 26 million years. Likewise, sea turtles — specifically the ones with seagrass-centered diets — may have undergone this same process during their evolutionary history.
Chociaż dobór naturalny jest potężną siłą, nie może ożywić wymarłego gatunku. Ale jeśli warunki środowiskowe są odpowiednie, przynajmniej może wytworzyć dobrą imitację.
TERAZ TO CIEKAWE
Atol Aldabra to rzeczywiście wyjątkowe środowisko. Ponad 400 gatunków , w tym szyna Aldabra, występuje wyłącznie na tych wyspach - i nigdzie indziej na świecie!
