Små förändringar kan hjälpa till att förstå miljoner år av utveckling
Uppskattningar av populationers förmåga att ändras evolutionärt under några generationer kan användas för att få överraskande bra förutsägelser om den långsiktiga evolutionen över miljontals år. Det visar en ny studie från Lunds universitet.
Mikroevolution kan beskrivas som småskaliga genetiska förändringar under artnivå, exempelvis antibiotikaresistens hos bakterier eller tungmetalltolerans hos växter. Makroevolutionen däremot handlar om betydande förändringar av genpoolen, till exempel bildandet av nya arter, släkter eller familjer. Medan makroevolution verkar på geologiska tidsskalor över miljontals år sker mikroevolution under mycket kortare tidsintervaller.
Ända sedan begreppen introducerades av den ryske entomologen Jurij Filiptjenko 1927 och fördjupades av den amerikanske paleontologen George Gaylord Simpson i boken Tempo and Mode in Evolution 1944 har det förts en livlig diskussion i forskarvärlden kring sambandet mellan mikroevolution och makroevolution.
I en ny artikel, som publiceras i den vetenskapliga tidskriften Science, har ett svensk-norskt forskarlag, där Lunds universitet ingår, hittat en ny pusselbit som kan förklara en rad tidigare olösta gåtor.
– Frågan om variationen i en populations förmåga att svara på urval på korta tidsintervaller också kan förklara variation över miljoner år har plågat evolutionsbiologin under lång tid. Att lösa förhållandet mellan kort och lång evolution är avgörande för att känna till gränserna för evolutionär förutsägelse och besvara frågan hur väl vi kan förutsäga evolutionen i framtiden, säger Øystein Opedal, biologiforskare vid Lunds universitet.
För att gå till botten med frågan om hur den korta evolutionen kan användas för att förstå den långa sammanställde forskarna två stora dataset som inkluderar nuvarande och fossila arter. Genom en rad olika analyser lyckades forskarlaget slå fast att genetisk variation i egenskaper inom populationer kan användas för att förutsäga evolutionen som skett mellan populationer och arter ur fossilarkivet.
– Våra resultat visar att det finns en direkt länk mellan mikroevolution och makroevolution. Det innebär i praktiken att förutsägelser om framtida evolution baserade på nuvarande studier av naturligt urval och evolutionär potential kan vara mer exakta än vad som ofta tänks, säger han.
Nu fortsätter arbetet med att analysera de mekanismer relaterade till en påverkan på populationers förmåga att följa snabba miljöförändringar. Detta har viktiga konsekvenser för hur idén om evolutionär förutsägelse kan tillämpas inom en rad olika sammanhang, inklusive klimatanpassning.
– Det ska bli mycket spännande att gå till botten med frågan om de genetiska begränsningar som finns för populationers förmåga att anpassa sig till snabba klimatförändringar, säger Øystein Opedal.
Förutom Lunds universitet har följande lärosäten och organisationer deltagit i arbetet: Norwegian University of Science and Technology Trondheim, University of Oslo, Norwegian Institute for Nature Research Trondheim.
Studien publiceras i Science: ”Evolvability predicts macroevolution under fluctuating selection”
För mer information, kontakta:
Øystein Opedal, biträdande universitetslektor
Biologiska institutionen, Lunds universitet
0768 50 34 05
oystein.opedal@biol.lu.se
Presskontakt:
073 027 58 90