Част първа: Проблемът с един вид

Още първите натуралисти забелязват, че в природата съществуват групи животни и растения, чиито индивиди си приличат повече, отколкото с представители на други такива групи. Ражда се своеобразна „народна“ концепция за вида. Тези първоначални идеи за природата на вида се основават на два факта: първо, репродуктивна съвместимост - котките могат да имат плодородно потомство само с котки (не китове, комари или пиявици) и винаги да размножават котки (не китове, комари или пиявици); на второ място, те са отделени от другите видове чрез пропаст в изменчивостта - котките могат да бъдат разнообразни, но не виждаме индивиди или популации, които постепенно да се превърнат в лъвове, тигри или други „котки“. Изследванията обаче показват, че някои от тези наблюдения са само привидно и че въпросът за видовете далеч не е ясен и прост, както може да изглежда от определенията. Вината е еволюцията.

Без репродуктивна изолация

Не съдете видовете по външен вид

В допълнение към необходимостта от пълна репродуктивна изолация традиционните определения за вида също надценяват външните различия. Изследвания върху пеперуди, искри, листни въшки, някои риби и птици показват това разликите между близките видове обикновено не са по-големи от разликите между естествените вариации в рамките на видовете. Резултатът понякога е любопитна ситуация. Много видове, подобни на яйца, не могат да се кръстосват успешно, но от друга страна, значително различни породи кучета носят в света плодородно потомство. Значителните външни разлики не означават непременно големи генетични различия и следователно не са необходими за появата на видове (физически изключително различни породи кучета са генетично много по-сходни помежду си, отколкото двата сестрински вида, въпреки че изглеждат практически идентични).

Пълно начало

В пустинята нововъзникващи видове могат да се срещнат на всички етапи на появата, дори доста зародишен. Например, северноамериканската муха Rhagoletis pomonella ограничи появата на диети до глог до пристигането на европейците. Благодарение на внесените ябълкови дървета, обаче, в началото на 19-ти век се предлага нов вид храна на поднос, така да се каже. Някои мухи са забелязали, че могат да се справят с това. Разделянето на новата популация и нейното изолиране скоро стана възможно благодарение на факта, че тази муха обикновено се размножава само на дърветата, върху които се е излюпила. Въпреки това, поради естествените вариации в тази тенденция, шепа индивиди решиха да се размножават на ябълкови дървета. Тъй като повечето други индивиди не го направиха, новата популация се репродуктивно изолира от майката, въпреки че на места беше на разстояние само няколко десетки сантиметра. Както беше установено, и двата вида понастоящем се отличават с различни темпове на зреене и иначе определено време за размножаване, адаптирани към периода на узряване на храната им. И когато генетиците разгледаха тяхната ДНК в края на миналия век, те откриха наличието на различия. Несъмнено представителите на тази муха са предприели дълго пътуване, водещо до появата на нов вид.

При насекомоядния монарх от вида Monarch castaneiventris от Соломоновите острови появата на част от популацията става причина за отделянето. Мутацията, която първоначално се е случила само при една птица и по-късно се е разпространила в нейното потомство, е причинила напълно черни индивиди, докато останалата част от популацията е запазила корема с кестеняв цвят. Въпреки че членовете както на оригиналната, така и на мутиралата форма все още са в състояние да донесат жизнеспособно потомство на света в дивата природа, представители на една група считат представителите на другата за чужди. Агресивните териториални мъже изобщо не забелязват, когато сок от друга цветна група навлезе на тяхна територия.

Репродуктивната изолация както от черни монарси, така и от ябълки предотвратява кръстосването на мухите с членовете на майчината популация, позволявайки им постепенно да натрупват различни мутации, предимно неутрални по отношение на оцеляването в дивата природа, но все повече и повече диференциращи тяхната ДНК. В крайна сметка тези промени ще им попречат да се възпроизвеждат успешно с членове на родителската популация, като по този начин завършват появата на нов, напълно различен вид.

Една стъпка напред

Еволюцията на китовете убийци е напреднала много повече. Биолозите, традиционно признаващи само косатката, забелязват, че някои популации се различават от другите по цвят, поведение, звук, среда и избор на храна. Ако някои от тях се припокриват, те се избягват и според молекулярните анализи те не се пресичат от хиляди години. От петте разпознати подтипа на хищници той остава несигурен и може да се разглежда като отделен вид. Анализите на ДНК на митохондриите предполагат, че отделни видове биха могли да бъдат поне два вида живи води в Антарктика и един тип отворен океан в северната част на Тихия океан.

Видове пръстени

Може би те най-ясно демонстрират еволюцията в действието на т.нар пръстеновидни видове, т.е. видове, чийто ареал е заобиколен от екологична или географска бариера и следователно прилича на пръстен. Съседните популации се кръстосват без проблеми, но отдалечените се държат като специални видове, защото са възпроизводимо несъвместими помежду си.

Пример за пръстеновидни видове е калифорнийският саламандър Ensatina eschscholtzii. Разликите в ДНК, ензимите, оцветяването и поведението предполагат това промени в нов вид в седем огнища на различни нива на завършеност. Два от тези „подвидове“ имат значително различни ДНК и не се пресичат. Въпреки че биха могли да бъдат специфични видове, те са свързани помежду си, както се изисква от определението за видовете пръстени, преходни популации.

Наблюдавайте подобна ситуация със зелените колибри от Северна Азия и Източна Европа. В Сибир са се появили два вида тези птици, източна и западна, които не се пресичат на тесни популации. Освен това те привличат женските към различни песни и ги украсяват с различни цветове. Освен това мъжките изобщо не реагират на песните на мъжете от втория тип, но реагират агресивно на песните на собствените си членове. Въпреки различията на нивото на конкретни видове, двата типа на юг са свързани помежду си от поредица по отношение на външния вид и поведението на преходните популации, чийто ареал обгражда Тибетското плато.

Ракетна еволюция
Въпреки широко разпространеното убеждение, че еволюцията е бавна, понякога всъщност протича драстично бързо. Това се демонстрира например от популацията на мишките, въведени на остров Мадейра само преди 500 години. През това време тук са се появили шест специални вида настъпиха общо девет хромозомни сливания (свързващи две хромозоми) - тези видове мишки имат от 22 до 30 хромозоми. В същото време единственият, да, сливането с една хромозома е най-изразената генетична разлика, която отличава хората от шимпанзетата.

Спиращи дъха промени се случиха в разрушения гущер, от които по-малко от дузина достигнаха хърватския остров Мърчара през 1971 г. Гущерите се размножават тук бързо и се адаптират към местните условия: те вече не са всеядни, а тревопасни. Промените в хранителните навици изглежда косвено, чрез естествен подбор, са причинили относително увеличаване на главата на тези животни и по-голяма сила на дъвкателната мускулатура, които са ключови адаптации за консумацията на твърда листна храна. Наблюдава се и относително голяма адаптация, образуването на мускулни прегради, които разделят частите на дебелото черво и забавят преминаването на храната през червата на животното. По този начин червата имат повече време за смилане на растителна храна с ниско съдържание на хранителни вещества и са в състояние да извлекат повече хранителни вещества от нея. Има и промени в поведението. По-малкото островно пространство увеличава гъстотата на населението, което води до изоставяне на териториалния начин на живот. Всички тези промени са настъпили за по-малко от 40 години!

Бързата еволюция изглежда доста често явление при новородени или инвазивни видове. След това се наблюдават еволюционни промени за някои черти за по-малко от 10 години!

Видове от епруветка

Вече са създадени нови видове от човешка ръка, например чрез опитомяване, както в случая на куче или овца. За много по-кратко време беше възможно да се постигне появата на нови видове в лабораторията, особено при полевите мухи на октоподите. Изкуственият подбор, целящ да даде приоритет на определени характеристики в партньора за чифтосване на Drosophila paulistorum, например между 1958 и 1963 г., доведе до две популации, които показаха стерилността на мъжкото потомство, т.е. нивото на репродуктивна изолация на ниво бизони и говеда! Октомилките също демонстрират реалността на еволюцията в дивата природа - те включват различни видове с различни нива на репродуктивна изолация.

Значителна промяна в поведението на чифтосване е постигната само след 15 поколения кафяв бръмбар. Чрез селективен подбор на най-тежките и леки какавиди за по-нататъшно чифтосване, беше постигнато, че при две от четирите експериментални популации, съответно големи и малки бръмбари, развиха предпочитание за чифтосване само с размера, към който принадлежат. С други думи, достигнат е най-ранният етап на репродуктивна изолация и по този начин първата стъпка към появата на нов вид.

Микро срещу макрос

Когато се представят регистрирани случаи на еволюция, понякога се възразява, че това са само случаи на „малка“ еволюция, микроеволюция, а не мащабна еволюция, т.нар. макроеволюция. Подобен аргумент е доста погрешен. Първо, според повечето биолози макроеволюцията обикновено не е нищо повече от ритане в по-голяма микроеволюционна промяна. Второ, микроеволюцията означава еволюция в даден вид, появата на нови видове вече представлява макроеволюция.

Други примери