Jak mega zmrazení na Floridě mohlo způsobit, že se barmské pythony vyvíjejí oslepující rychlou rychlostí
Před patnácti lety chladný úder ztuhl hodně z Floridské divoké zvěře k smrti – včetně mnoha státu invazivních barmských pythonů (Python bivittatus). Ale v tomto výňatku z „Slither: Jak osvětlují náš svět nejvíce zhoubné stvoření přírody„(Gand Central Publishing, 2025), vědecký spisovatel Stephen Hall ukazuje, že podmnožina těchto pythonů byla geneticky predisponována k přežití chladu a připravila půdu pro rychlý vývoj, což by mohlo pomoci invazivním hadům rozšířit se dále do Severní Ameriky.
Začátkem ledna 2010 se přes jihovýchodní Spojené státy zametl historický a prodloužený hluboký zmrazení a dosáhl až do subtropických Everglades. Teploty se pohybovaly kolem 50 stupňů Fahrenheita (10 stupňů Celsia) po dobu 48 hodin; 11. ledna se teploměry na jižní Floridě ponořily až 24,8 f (mínus 4 ° C). Většina lidí si to pamatuje, pokud vůbec, pro zmrazené leguány vypadl ze stromů A fotografie Citrusové stromy uzavřené v rampouchJako nějaký uprchlý zimní karneval Minnesoty pašoval na hluboký jih.
Ale pro odborníky na volně žijící živočichy a invazivní druhy znamenaly velké zmrazení začátek velkého neplánovaného experimentu.
Okamžitý dopad na barmskou populaci Pythonu byl jasný. Křevice mrtvých hadů posetých silnic; Zmrazené vzorky se objevily v podzemních nory; Dále na sever v Jižní Karolíně, v nechvalně známém „Where’s Waldo“ Python Enclosure, všech 10 hadů zahynulo během regionálního chladu.
Vědci připisováno Hromadné vymírání na „maladaptivní chování“, což znamená, že se mnoho hadů pokusilo vyhřívat nad zemí na slunci i přes mrazivé teploty, spíše než hledat tepelné úkryt v podzemí nebo vodních nory. Python „Revals“-zachycení lovců, které sloužily jako hrubý náznak obecné populace-dosáhl vrcholu v roce 2009 v národním parku, ale v následujících dvou nebo třech letech se propadl téměř pětkrát. Nejprve to všechno vypadalo jako dobrá zpráva.
Počet populace však stále chyběl a „modely“ jsou stále jen modely. Geny jsou místo, kde guma biologie splňuje cestu Environmental Challenge, a to je, když do příběhu vstoupili genetici. Méně se zajímali o mnoho hadů, kteří zemřeli, a více se zajímali o těch málo, které přežily.
Stejně jako všichni hadi jsou barmské pythony ectotherms-spoléhají se na teplo z životního prostředí, protože nevytvářejí své vlastní metabolické teplo-takže musí vyvinout biologické triky ve svém chování nebo ve své fyziologické odolnosti tváří v tvář život ohrožujícímu chladu, aby přežily zmrazení událostí, které se nevyskytují v jejich nativním rozmezí. Jak uvedl přehled o geologickém průzkumu Spojených států (USGS): „Některá část populace jižní Floridy přežila„ událost 2010 “a tito hadi a jejich potomci tvoří současnou populaci“.
Do roku 2014 se počet objasnění Pythonu v národním parku Everglades vrátil na úrovně před zmrazením. V Genetickém řeči bylo zmrazení z roku 2010 „úzkými událostmi“ – jen několik zmáčkovalo a přežilo. Ale ti, kteří to udělali v biblickém smyslu, vyšly a rozmnožily se.
Počínaje rokem 2015 se několik vědců, kteří studují Python genomy, aby pochopili, že jejich metabolismus se stal zvědavým na účinky velkého zmrazení. Daren karta a Todd Castoe University of Texas v Arlingtonu se spojil s Maggie Hunter Office USGS ve Fort Lauderdale hledat důkazy o tom, co se nazývá rychlá adaptace, která by mohla být považována za verzi UP-TEMPO Darwinovský vývoj.
Zkoumali DNA těchto hadů přeživších, aby zjistili, zda existují nějaké genetické stopy, proč některé pythony dokázaly odolat rozšířené zmrazení; Přesněji řečeno, porovnávali DNA pythonů, která žila před zmrazovací událostí s DNA pythonů, která přežila, aby zjistila, zda by dokázaly identifikovat nějaké rozdíly, které by mohly vysvětlit odolnost pozůstalých na molekulární úrovni.
Krátká a znepokojivá (i když ne definitivní) odpověď byla: ano.
Ukazuje se, že pozůstalí, zdálo se, že pozůstalí sdílejí genetické změny v oblastech jejich genomů, o nichž je známo, že kontrolují termoregulační chování a metabolismus. „Viděli jsme spoustu věcí, které se jen náhodně překrývaly se spoustou stejných druhů cest a genů, které jsme studovali paralelně, mnohem kontrolovanějším způsobem, pomocí více laboratorních experimentů v Toddově práci na barmských pythonech,“ řekla mi Card. „Když jsme se do nich ponořili, začali jsme vidět spoustu genů, které se podílejí na věcech, jako je tepelná tolerance.“
Zjištění, Publikováno v roce 2018navrhl, aby pozůstalí sdíleli variace v jejich genetickém make -upu, který, jak se zdálo, poskytoval větší toleranci chladu a větší metabolickou flexibilitu – dva rysy, které Castoe laboratoře vyšetřovala od roku 2011. Tito hadi byli více nakloněni chování v úkrytu v podzemní refugii, aby přežili nachlazení nachlazení. Zdálo se, že metabolické změny upřednostňují chování, které povzbuzovalo menší a častější jídla – dobrou adaptaci ekologické realitě, která již zde zdecimovala populace velkých savců v Everglades, možná budou potřebovat modifikovat svou stravu.
Nejedná se o definitivní zprávy – studie byla malá, nikdo (překvapivě) na to následoval, a jak to řekla karta, vědci stále mají pouze pohled od 30 000 stop toho, co se stalo na genetické úrovni v Pythonech, které přežily velké zmrazení. Ať je to cokoli, genetické mění – nebo přesněji výběr U genů, které zlepšily přežití – se zdálo, že se stalo velmi rychle. A to je možná velmi špatná zpráva. To naznačuje, že Pythony jsou na cestách, geneticky i geograficky.
Důsledkem je, že zmrazení z roku 2010 působilo jako obrovská výběrová událost, jak to uvedli evoluční biologové – environmentální stres tak zoufalý, tak extrémní, že má za následek, že rychle vyhrává jednotlivce, kteří drží špatnou genetickou ruku a „vybírají“ ty, které drží vítězné genetické ruce.
Zmrazení vyřadilo jednotlivce, kteří byli náchylní k nízkým teplotám, a vybraní jedinci, kteří měli na genetické úrovni nějakou formu vysoko-tvrdosti. Tyto geny byly pravděpodobně předány – okamžitě, bezprostředně a samozřejmě krypticky – jejich stovkám potomků.
Návrh rychlé adaptace v barmské populaci Python na Floridě je opět v rozporu s našimi tradičními pojmy vývoj Jako ledový proces genetického výběru a zdokonalení, který vyžaduje tisíciletí, věky a geologické epochy. „Obvykle považujeme evoluci za obecně poměrně dlouhé měřítka, řádově několik generací na nízkém konci až na tisíce až miliony let,“ řekl Card. „Myslím, že se spoustou nástrojů, které jsme se nedávno vyvinuli, zejména ve věcech, jako je genomika, se lidé těžce podívali na to, jak rychle se může evoluce vyskytnout … a obecně, když vidíte tak extrémní věc, opravdu to naznačuje, že existuje velmi silný výběr. Něco se děje.“
Castoe ve skutečnosti věří dovoz tolika pythonů Z tolika různých regionů Asie – všechny balení ve svých biologických zavazadlech široká škála genetických variant, známých jako alely, pro jejich cestu do Severní Ameriky – stanovily stůl pro rychlou genetickou adaptaci. Jak řekl Castoe: „Pokud máte velké množství genetické variace, vzhledem k silnému výběru se to může stát v srdečním rytmu.“ Pokud mám alelu, na co sakra čekám? Nečekám na nic! ““
V době, kdy zhruba 40% Američanů nepřijímá představu o evoluci, zdá se, že Pythony, kteří přežili velké zmrazení na Floridě, věří v to 100%. Genomickou zprávou od hadů je, že evoluce je skutečná, zjevně se to děje oslepující rychlou rychlostí a tvrdí, že studený Snap 2010 mohl vytvořit podskupinu pythonů lépe schopných přežít chladné teploty-a tak lépe přizpůsobit se šíření za severní hranice jeho současného rozsahu.
Výňatek z Slither: Jak osvětlují náš svět nejvíce zhoubné stvoření přírody © 2025 Stephen S. Hall a přetištěn povolením od Grand Central Publishing/Hachette Book Group.
