Вы когда-нибудь задумывались о том, как становятся белыми полярные медведи? Это имеет смысл: белый окрас позволяет им идеально сочетаться с арктической местностью. Это делает их практически невидимыми для охотников, и так они выживают в полярном регионе уже миллионы лет. Полярные медведи приспособились к своей среде обитания. Каждый вид адаптируется в течение поколений, чтобы выживать в своей среде, иначе он сталкивается с вымиранием.
Но белый окрас полярного медведя становится интересным, если учесть, что когда-то они, как считается, отделились от семейства бурых медведей.
Так каким образом некоторые бурые медведи стали полярными?
Как и все другие виды, которые разделяются и превращаются в два или более разных вида, бурые и полярные медведи прошли через событие специации. Это явление, при котором представители одного вида разделяются до тех пор, пока по разным причинам они больше не могут скрещиваться между собой. Это означает, что между видами больше нет генетического обмена.
Генетический обмен — это термин, обозначающий потенциал генетических различий внутри одного вида. Два представителя вида, которые могут скрещиваться, могут передавать гены друг другу. Подумайте об этом так: гены вашей матери отличаются от генов вашего отца. Каждый из них внес свой вклад в ваше зачатие, и вы — результат этого генетического обмена. Когда больше не существует генетического обмена между представителями ранее одного вида, репродуктивная изоляция достигнута. Они больше не делят один и тот же генетический пул. Когда это происходит, специация завершена, и один вид теперь становится двумя (или более).
Но как происходит специация?
Эволюционисты до сих пор не имеют окончательного ответа на этот вопрос. Существует несколько разных идей о том, как может произойти репродуктивная изоляция.
Виды специации
Специация, как считают ученые, происходит при наличии определенных условий. Ученые обычно считают, что она происходит потому, что представители одного вида оказываются изолированными друг от друга. Существует четыре типа, которые эволюционисты выделяют как наиболее вероятные объяснения специации.
В случае аллопатрической специации реальная географическая граница физически разделяет вид. Например, река или горный хребет могут вызвать разделение вида.
С парапатрической специацией вид распространяется по большим территориям с разнообразными средами. Они адаптируются к этим новым местам и постепенно становятся отдельными видами. Здесь нет определенной географической особенности, которая разделяет этих животных — они могут стать отдельными видами просто из-за расстояния между группами.
Перипатрическая специация происходит, когда маленькая группа изолируется от основной популяции вида. Поскольку этот кластер представляет собой всего лишь малую часть всей популяции вида, все генетические различия, которые делают вид сильным, могут отсутствовать. Это представляет собой бутылочное горлышко. Некоторые гены, которые циркулируют внутри вида, были обрезаны и отделены от генного пула.
Специация и острова
В случае с симпатрической специацией представители вида продолжают жить бок о бок, но все же разделяются на разные виды. Например, некоторые насекомые питаются и размножаются на одном типе плодов. Если некоторые представители этого вида попробуют другой вид плода, их потомство также может начать питаться этим плодом и откладывать яйца.
В каждом из этих типов специации вид должен пройти через процесс репродуктивной изоляции. Например, стрекозы эволюционировали, чтобы иметь разные половые органы, и представители стали физически неспособными скрещиваться друг с другом. Репродуктивная изоляция не всегда должна быть такой радикальной. Представители одного вида могут эволюционировать, чтобы создать разные брачные обряды, которые не привлекут представителей другого вида. Они также могут размножаться в разное время суток, месяца, сезона или года. Или они могут эволюционировать, чтобы размножаться в разных местах, например, на двух разных видах плодов, как описано выше для симпатрической специации.
Итак, когда популяция находится в изоляции от остальной части вида, происходит специация, верно? Не обязательно.
Постепенное или мгновенное
Похоже, что когда представители вида оказываются изолированными от других представителей своего вида, специация становится вероятной. Ученые могут сравнивать гены схожих видов и утверждать, что общая ДНК настоящее время сильно указывает на то, что два вида ранее были одним. Но как происходит этот процесс? К сожалению, эволюционистам не удалось точно определить, как происходит специация. Вместо этого возникли два основных направления с сильно различающимися мнениями о процессе специации.
Есть те, кто верит в постепенный филетический градуализм, то есть в идею того, что процесс специации происходит постоянно и на протяжении долгих периодов времени. Другие верят в разрывное равновесие. Эти люди считают, что специация происходит быстро и с долгими временными интервалами между событиями. Обе группы имеют в своем распоряжении ископаемые останки.
Неопределенность в ископаемых
Ископаемые останки — это совокупность всех найденных до сих пор ископаемых. Объединенные вместе, они образуют относительно ясную картину эволюции жизни на Земле. Но есть пробелы в ископаемой записи — периоды, когда новые виды внезапно появляются без явных переходов от одного вида к совершенно другому, связанному виду.
Те, кто придерживается теории разрывного равновесия, утверждают, что ископаемая запись — это доказательство их теории о специации. Если специация происходит внезапно, без постепенных переходов от одного вида к другому, то не должно быть записей о переходе от одного вида к смежному виду. Вместо этого представители одного вида обнаруживают себя репродуктивно изолированными от других представителей, и внезапно происходит специация.
Островная жизнь
В середине сентября 1995 года ураган Мэрилин обрушился на Карибский бассейн. Ураган унес жизни как минимум 13 человек и принес более 2 миллиардов долларов ущерба. Многие люди потеряли свои дома под действием силы урагана. Но не все, кого затронул Мэрилин, были людьми. Группа из 15 зеленых игуан, как считается, дрейфовала с острова Гваделупа на остров Ангилья, цепляясь за обломки после шторма на протяжении трех недель. Когда зеленые игуаны высадились на Ангилье, они стали потенциальными основателями нового вида.
Если процесс специации действительно происходит, он может занять много времени, если правы градуалисты
Или он может произойти довольно быстро, как считают сторонники разрывного равновесия. Конечно, игуаны могут не прожить достаточно долго, чтобы приспособиться к новым условиям жизни на Ангилье, если они не смогут быстро адаптироваться к различиям в окружающей среде.
Но окружение новой среды игуан говорит о многом относительно эволюционной изоляции
На острове игуаны физически изолированы и могут эволюционировать, чтобы стать репродуктивно изолированными от других представителей своего вида. Острова представляют собой идеальную изоляцию. Таким образом, островная жизнь приводит к радикальным изменениям в фенотипах — внешних характеристиках — среди видов. В результате специации были обнаружены как гигантизм, так и карликовость.
Возможно, нет недавних примеров радикального развития карликовых форм также задокументированных, как случай Homo floresiensis
На острове Флорес в Индонезии в 2005 году был обнаружен маленький череп. Он был маленьким, примерно как череп шимпанзе, и, возможно, так его и восприняли бы его обнаружившие, если бы он не был окружен несколькими примитивными орудиями. Эти орудия указывали на то, что череп принадлежал человеку или, по крайней мере, человеческому родственнику. Но для такого маленького черепа это был бы очень маленький человек. Тестирование черепа показало, что его владелец жил 18 000 лет назад. Исходя из размеров черепа, исследователи, которые его нашли, полагают, что этот человек был немного больше 3 футов в высоту. Новости о находке потрясли научный мир и даже поймали воображение некоторых членов общественности.
Существует ли новый вид человека, представленный этим черепом, пока что оспаривается
Исследователи из Университета Пенсильвании считают, что череп принадлежит Homo sapiens, страдающему от заболевания развития — микроцефалии, так же как и амиши в Пенсильвании. Но представление о том, что группа маленьких людей, отличных от Homo sapiens, эволюционировала на острове, является примером так называемого островного правила — обобщения о специации, где животные на островах часто становятся намного меньше или больше, чем их сородичи на материке.
