Један од најзанимљивијих образаца великих размјера у еволуцији је паралелизам. На пример, лет је еволуирао више пута паралелно из бројних не летећих организама; многе врсте краљежњака које нису рибе су еволуирале пливајући паралелно. Једно истраживање открило је паралелну еволуцију у оклопу међу слатководним рибама које су гађале бројне слане воде.
Још једна занимљивост у вези са еволуцијом, која је уважена тек последњих деценија, је чињеница да не постоји једноставно подударање гена и особина. Ретко један ген одређује једну особину, а ретко се једна особина разликује због једног гена. Постоји на десетине примера једноставних веза с генетским особинама, од којих су многи откривени пре много година. Пошто је ове односе било релативно лако пронаћи и описати, наши су уџбеници препуни њих и наше размишљање о генетици дуго је било засновано на њима. Али ово је мало попут заснивања наше представе о томе како сва возила раде дубоким разумевањем рада караван-играчака. Механика и инжењеринг малог црвеног вагона неће нам помоћи да разумемо ескалаторе, подморнице или Аполло системе за лансирање луна. Сада мислимо да већина гена утиче на више особина, а на више својстава утиче више гена, и да је све врло сложено.
Чини се да је недавна студија која се бави понашањем против штетности примјер једног гена који утјече на више особина.
Муке су чланови породице Гастеростеидае риба, које живе у сланој и слаткој води. Слатководне потешкоће еволуирале су од предака слане воде који су били затворени прије мање од 17.000 година на многим локацијама широм сјеверне хемисфере. Из тог разлога, разлике између недостатака слатких и сланих вода представљају недавну и брзу еволуцију међу добро познатом групом врста и стога су посебно занимљиве научницима.
Слане воде имају до 36 коштаних плоча повезаних са мањим бројем оштрих бодљи. Ове плоче и бодље штите рибу од грабежљиваца, али их је скупо за производњу и одржавање. Коштане плоче требају додатни калцијум, што је ријеткост у неким окружењима и ограничавају покрете риба.
Слатководни штапови имају мањи број бодљи и костију плоча. Неки имају празнину у реду плоча (то се назива „делимични морфем“), док други имају само неколико плоча на задњем крају рибе („слаба морфија“). У слаткој води има мање калцијума него у сланој води, тако да је ово можда прилагођавање ограничавајућих ресурса. Такође, слатководно окружење има мање грабежљиваца него окружење слане воде, па заштитне карактеристике коштаних плоча могу бити мање важне у слаткој води; можда је дошло до опуштене природне селекције на овом оклопу, а с временом се паралелно изгубио у многим различитим популацијама.
У студији из 2005. године, научници су погледали ген ( Еда ) који одређује раст коштане плоче и открили су да слатководне преграде имају варијанту гена због које се у тим популацијама формира мање плоча. Ген Еда вероватно служи регулаторној функцији, тако да би могао да одреди један од низа фенотипа, од верзије потпуно оклопљене морске воде до две мање оклопне верзије које се налазе у слаткој води. Комбинација генетске и популацијске анализе натерала је истраживаче да открију да већина слатководних стега на северној хемисфери која показује губитак коштаних плоча то чини, јер су сви наследили варијанту Еда која је ретка у изворним популацијама слане воде. Дакле, особина се развијала паралелно у многим родовима, од којих су сви потицали из различитих популација слане воде, али је такође еволуирала из једног раније постојећег облика гена. Међутим, такође је откривено да је један или више потеза Северне хемисфере са смањеним коштаним плочама добио ову особину из потпуно другачије генетске промене.
Ова особина је, дакле, пример својства која одређује више гена и пример паралелне еволуције која се дешава на више начина.
Друга студија управо објављена на научном скупу гледа на оно што се чини потпуно другачијим питањем о еволуцији одљева. Већина потешкоћа ствара школе, што је уобичајена прилагодба риба, следећи принцип да у броју постоји сигурност. Али постоји једна популација слатководних запрека која не чини школе. Преокрети језера Пактон, у Британској Колумбији, Канада, углавном пливају сами. Уместо да формирају школе, они се крију у густом растињу на дну језера Пактон.
Истраживачки тим на челу са Аном Греенвоод из Центра за истраживање рака Фред Хутцхинсон у Сијетлу осмислио је машину за тестирање и мерење понашања у школи у случају кочења. Састоји се од покретне накупине лажних риба које се крећу заједно као роботска школа у кругу око великог акваријума. Када су рибе школске популације штапова биле стављене у воду са овом машином, придружиле су се лажној риби и пливале око њих. Кад су рибе из школе која није школа стављене у воду са овом машином, оне нису школовале. Те су двије популације толико уско повезане да се могу крижати. Истраживачи су тестирали потомство школских и нешколских риба да би видели које ће понашање сваке рибе показати. Неки су, како се и очекивало, школовали, а неки нису. Једном када су хибридне рибе поређене, њихови гени су испитани да ли је постојао одређени потпис који је ишао са школовањем у односу на самотно пливање.
Испада да ген који изгледа контролира школско понашање код ових риба није ништа друго до Еда, исти ген који контролира број коштаних плоча.
Дакле, препреке нам не пружају само сјајан пример како паралелна еволуција може настати, већ су и сјајан пример гена који утиче на више особина. Али како то ради? Рибе које не развијају коштане плоче такође не развијају у потпуности функционалну бочну линију. Бочна линија је орган чула који многе рибе имају и који омогућава рибама да открију кретање негде другде до воде. Неке грабежљиве рибе користе бочну линију како би пронашле свој плен, друге рибе користе бочну линију да би откриле грабежљивце и на тај начин избегле да постану плен, а школске рибе користе бочну линију да прате остале рибе у школи. Очигледно да потешкоће са слабо развијеним бочним линијама не могу да наставе јер не могу правилно да осете остале рибе са којима би требале да координирају своје покрете.
Извори:
Цолосимо, Памела Ф., Ким Е. Хосеманн, Сарита Балабхадра, Гуадалупе Вилларреал, Јр., Марк Дицксон, Јане Гримвоод, Јереми Сцхмутз, Рицхард М. Миерс, Долпх Сцхлутер и Давид М. Кингслеи. 2005. Широко распрострањена паралелна еволуција у повратним потезима поновљеним фиксирањем наука о алектима ектодисплазина 25. марта 2005: 307 (5717), 1928-1933.
Пенниси, Елизабетх. 2012. Роботске рибице указују на школске гене. Вести и анализе Наука 335 (6066): 276-277. ДОИ: 10.1126 / сциенце.335.6066.276-б
