Yli kahdella miljoonalla organismilla tehdyssä tutkimuksessa kävi ilmi, että elämä maapallolla on muuttunut hyppäyksittäin, mistä hyviä esimerkkejä ovat kovakuoriaiset, lepakot, kukkakasvit ja darwininnokit.
Sisällysluettelo
Biodiversiteetti on planeetalla elävien eliöiden valtava määrä ja monimuotoisuus. Monet saattavat ajatella, että tämä monimuotoisuus on muodostunut vähitellen, hitaiden ja jatkuvien muutosten kautta miljoonien vuosien aikana.
Kuitenkin viimeaikaiset kansainväliset tutkimukset, joita ovat johtaneet John J. Vince Arizonan yliopistosta ja Daniel Moen Kalifornian yliopistosta Riversidessa, osoittavat, että yli 80 % tunnetuista lajeista on syntynyt ilmiöiden seurauksena, joita kutsutaan ”evoluutiopurskeiksi” tai nopeiksi säteilyiksi .
Mitä ovat ”evoluutiopurkaus” tai nopea säteily?
Ne ovat lyhyitä ajanjaksoja, joiden aikana ryhmä elollisia olentoja tuottaa lähes samanaikaisesti monia uusia lajeja . Aivan kuin äkillisesti, evoluution asteittaisen kehityksen sijaan, tietyssä ryhmässä tapahtui ”sade” uusia elämänmuotoja.
Nämä ryhmät, joita tutkimuksessa joskus kutsutaan ”onnellisiksi ryhmiksi”, ovat niitä, jotka ovat nauttineet ihanteellisista olosuhteista tai tietystä evoluution etulyöntiasemasta, joka on antanut niille mahdollisuuden lisääntyä ja monipuolistua paljon enemmän kuin muille.
Miten tutkimus tehtiin
Tutkimusryhmä laati valtavan sukupuun, joka tunnetaan nimellä ”elämän puu” ja joka kuvaa kaikkien elävien olentojen sukulaisuussuhteita. Tätä varten he yhdistivät kansainvälisten tietokantojen tiedot, DNA-tiedot (genetiikka), elävien olentojen muodon ja rakenteen (morfologia) sekä muinaiset fossiiliset jäännökset. Näin he pystyivät selvittämään, milloin ja miten tärkeimmät eläin-, kasvi- ja muut organismiryhmät ovat syntyneet.
He tutkivat esimerkiksi maalla eläviä kasveja (yli 300 000 lajia), hyönteisiä (yli miljoona), selkärankaisia, kuten nisäkkäitä, lintuja, matelijoita ja kaloja (yli 66 000), sekä monia muita eläimiä, yhteensä 1,5 miljoonaa lajia. He analysoivat myös 17 päähaaraa (ns. biologiset valtakunnat) ja yli kaksi miljoonaa tunnettua lajia.
Tutkimuksessa mitattiin kunkin ryhmän lajien lukumäärä, niiden syntymisaika ja lisääntymisnopeus. Tulos oli yksiselitteinen: suurin osa nykyisistä lajeista syntyi muutamassa ryhmässä, jotka kokivat todellisia ”diversifikaation huippuja”, eikä hidasta, tasaista laajenemista.
Ennätyksellinen monimuotoisuus: konkreettisia esimerkkejä
Nämä ”hyppäykset” tapahtuvat, kun ryhmä organismeja kohtaa uuden ympäristön tai kehittää evoluution (esimerkiksi fyysiset muutokset, ravintotapa tai lentokyky), joka antaa sille edun.
Selvä esimerkki on darwininsuulakärpäset . Noin 2,5 miljoonaa vuotta sitten ryhmä lintuja saapui Galápagossaarille . Siellä ne kohtasivat erilaisia ympäristöolosuhteita ja jakautuivat moniin uusiin lajeihin, joista kukin sopeutui tiettyyn saareen tai ravintotyyppiin.
Nisäkkäistä lepakot lisääntyivät nopeasti oppittuaan lentämään noin 50 miljoonaa vuotta sitten. Hyönteisten joukossa kovakuoriaiset asuttivat monia elinympäristöjä ja resurssit ja muodostavat nykyään 40 % kaikista tunnetuista hyönteislajeista.
Kukakasvit ovat myös monimuotoisuuden mestareita: ne ilmestyivät 120 miljoonaa vuotta sitten ja muodostavat nykyään 85 % kaikista kasvilajeista.
Muita silmiinpistäviä esimerkkejä ovat afrikkalaisten järvien cichlidekalat, jotka ovat muutamassa tuhannessa vuodessa kehittyneet sadoiksi eri lajeiksi, tai orkideat, jotka ovat kehittäneet hyvin erilaisia muotoja houkutellakseen erilaisia pölyttäjiä.
Miksi nämä lajien räjähdysmäiset lisääntymiset tapahtuvat?
Tutkijat ovat tunnistaneet useita syitä:
- Monisoluisuuden (kyky muodostaa organismeja, jotka koostuvat monista yhdessä toimivista soluista) ilmaantuminen.
- Siirtyminen maalle (kuten jotkut kasvit ja eläimet ovat tehneet).
- Muutokset ruokavaliossa ja ruokailutottumuksissa.
- Kukkien evoluutio ja niiden yhteys pölyttäjiin (kasvien tapauksessa).
Vinsin mukaan ”suurin osa elämän monimuotoisuudesta selittyy näillä nopeilla säteilyillä ja tietyillä avainominaisuuksilla, jotka ovat edistäneet joidenkin ryhmien menestystä”. Näiden prosessien ymmärtäminen auttaa meitä ymmärtämään, miksi joissakin ryhmissä on erittäin paljon lajeja ja toisissa hyvin vähän .
Kuinka tärkeää tämä on luonnon säilyttämisen kannalta?
Ymmärtämällä, miten ja miksi joihinkin ryhmiin syntyy paljon lajeja, voimme päättää, mitä suojella ensisijaisesti ja miten reagoida sukupuuttoon. Esimerkiksi jos ryhmä koostuu vain muutamasta lajista eikä ole koskaan kokenut evoluutiopurkausta, se voi olla suuremmassa vaarassa : ainutlaatuisen lajin menetys tarkoittaa koko elämän historian haaraa.
Toisaalta nopeasti kehittyneet ryhmät voivat olla yhteisiä piirteitä, jotka tekevät niistä hieman kestävämpiä, vaikka ne ovat edelleen alttiita nykyisille muutoksille. Tämä lähestymistapa auttaa meitä myös ymmärtämään, mikä on todellinen biologinen rikkaus ja mitkä prosessit ovat muovanneet elämän sellaiseksi kuin me sen tänään tunnemme.
Bakteerit – suuri mysteeri
Tutkimuksessa mainitaan tärkeä poikkeus: bakteerit . Vaikka tiedämme noin 10 000 lajia, asiantuntijat uskovat, että niitä on todellisuudessa miljoonia tai biljoonia. Koska bakteerit ovat hyvin vanhoja (ne ilmestyivät noin 3,5 miljardia vuotta sitten) ja kehittyvät eri nopeudella, niiden historia voi olla erilainen, eikä se ole ollut räjähdysmäistä kehitystä, vaan jatkuvaa , hitaampaa monimuotoistumista.
Nykyään modernit menetelmät, kuten ympäristön DNA-analyysi, auttavat löytämään uusia bakteereja, mutta mikrobien maailma on edelleen tutkimaton alue .
Pitkään ajateltiin, että monimuotoisuus syntyi yhtenäisesti. Tämä työ osoittaa, että elämä, jonka näemme tänään, on suurelta osin seurausta ”ainutlaatuisista mahdollisuuksista” ja lyhyistä suurten muutosten jaksoista, jotka tapahtuivat muutamissa ryhmissä, jotka onnistuivat hyödyntämään niitä.
Näiden nopeiden monimuotoistumisen jaksojen ymmärtäminen auttaa meitä paitsi ymmärtämään menneisyyttä, myös voi olla avain biologisen monimuotoisuuden suojeluun ja ennustamiseen, miten elämä voi kehittyä tulevaisuudessa .
