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Wann hat sich ein Organismus so weit entwickelt, dass er als neue Art bezeichnet werden kann?

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Stellen Sie sich vor, wir nehmen eine Population von Pferden, teilen sie in zwei Hälften und platzieren sie in völlig unterschiedlichen Umgebungen. Die beiden Arten werden sich getrennt voneinander entwickeln und da die Umgebung unterschiedlich ist, wird das Ergebnis der Evolution unterschiedlich sein.

Aber wann können Sie sagen, dass sich diese Pferde zu zwei verschiedenen Arten entwickelt haben?

(Ich weiß, dass sie wahrscheinlich aussterben würden, wenn wir genau dieses Experiment durchführen würden, aber dieses Experiment ist nur ein Beispiel)


Ich denke, die Antwort von LuketheDuke ist eine übermäßige Vereinfachung des biologischen Artenkonzepts (möglicherweise aufgrund einer schlechten Definition des Wörterbuchs). Die von ihm gegebene Definition ist eine von vielen, die derzeit gebräuchlich sind und durch viele Arten von Organismen überflüssig gemacht werden.

Es ist wichtig zu erkennen, dass die genetische Differenzierung zwischen Individuen für verschiedene Gruppen auf unterschiedliche Weise erfolgt, da die Fortpflanzung nicht bei allen Organismen der gleiche Prozess ist.

Nehmen wir die Definition in LuketheDukes Antwort…

Die Hauptunterteilung einer Gattung oder Untergattung, die als grundlegende Kategorie der biologischen Klassifikation angesehen wird, besteht aus verwandten Individuen, die sich ähnlich sind und sich untereinander fortpflanzen können, jedoch nicht mit Mitgliedern einer anderen Art.

Nach dieser Definition würden Löwen und Tiger (siehe Liger und Tiglon, die sterile Hybriden zwischen den beiden sind) als eine Art betrachtet werden, ebenso wie Esel und Pferde (siehe Maultiere und Maultiere, wiederum sterile Hybriden). Es gibt Hunderte von anderen Beispielen für Paare von Tierarten, die sich kreuzen können, um sterile Nachkommen zu produzieren.

Diese Tierhybriden erfolgen jedoch meist nur mit menschlichem Eingreifen, durch gezielte Züchtungsbemühungen. Somit könnten wir die bisherige Definition um sie erweitern…

Die Hauptunterteilung einer Gattung oder Untergattung, die als grundlegende Kategorie der biologischen Klassifikation angesehen wird, besteht aus verwandten Individuen, die sich ähnlich sind, können sich untereinander fortpflanzen, aber nicht frei mit Mitgliedern einer anderen Art in freier Wildbahn züchten.

Der letzte Teil kümmert sich um die Liger und Tiglons. Aber was ist, wenn wir Pflanzen betrachten? Nach der Definition, die ich gerade gegeben habe, müssten die meisten Gräser (ca. 11.000 Arten) als eine Art betrachtet werden. In freier Wildbahn bestäuben die meisten Gräser frei verwandte Arten und produzieren Hybridsamen, die keimen. Sie könnten dann meinen, wir könnten die Definition einfach so ändern, dass die Nachkommen fruchtbar sein müssen (d. h. in der Lage sind, sich miteinander zu vermehren)…

Die Hauptunterteilung einer Gattung oder Untergattung, die als grundlegende Kategorie der biologischen Klassifikation angesehen wird, besteht aus verwandten Individuen, die sich ähnlich sind, können sich untereinander fortpflanzen, aber züchten Sie sich nicht frei mit Mitgliedern einer anderen Art in freier Wildbahn, um fruchtbare Nachkommen zu produzieren.

Leider ist die Situation noch komplizierter (wir haben gerade erst angefangen!). Häufig führen wilde Hybridisierungsereignisse zwischen Pflanzen zu gesunden, fruchtbaren Nachkommen. Tatsächlich Weichweizen (Triticum aestivum) ist eine natürliche Hybride zwischen drei verwandte Grasarten. Die Nachkommen können sich frei miteinander vermehren.

Vielleicht könnten wir dem Rechnung tragen, indem wir berücksichtigen, ob die Populationen in der Regel sich kreuzen und ob sie unterschiedliche Populationen bilden…

Die Hauptunterteilung einer Gattung oder Untergattung, die als grundlegende Kategorie der biologischen Klassifikation angesehen wird, bestehend aus Populationen oder Meta-Populationen von verwandte Individuen, die sich ähneln, können sich untereinander fortpflanzen, aber neigen dazu, sich nicht frei mit Mitgliedern einer anderen Art in freier Wildbahn zu vermehren, um fruchtbare Nachkommen zu produzieren.

Dies erklärt die Gräser, aber es hinterlässt immer noch einen unordentlichen Bereich, wenn Sie eine Hybridisierung haben, die sich etabliert - bis die Hybridpopulation von den Elternpopulationen getrennt ist, ist unklar, ob sie immer noch als dieselbe Art gelten.

Wir könnten wahrscheinlich mit dieser Situation leben, abgesehen von der Tatsache, dass Bakterien sich überhaupt nicht daran anpassen. Bakterien derselben Art oder sogar sehr unterschiedlicher Arten können Gene in Konjugation frei von einem zum anderen übertragen, was in Kombination mit einer Spaltung zu perfekt replizierbaren Hybriden führen kann. Dies kommt so häufig vor, dass es sogar den „tendenz“-Teil der vorherigen Definition bricht, und Mitglieder einer Bevölkerung können dies fast ständig tun, was die Segregationsanforderung negiert.

Richard Dawkins versuchte, dies zu definieren, indem er feststellte, dass …

zwei Organismen sind genau dann konspezifisch, wenn sie die gleiche Anzahl von Chromosomen haben und für jedes Chromosom beide Organismen die gleiche Anzahl von Nukleotiden haben

Dadurch wird das Bakterienproblem teilweise umgangen und Bakterien, die durch Konjugation entstehen, sind eine neue Spezies. Leider könnten wir uns nach dieser Definition auch nicht die Mühe machen, Bakterien zu klassifizieren, da jeden Tag Milliarden neuer Arten entstehen würden - etwas, zu dem die Ärzteschaft möglicherweise etwas zu sagen hat. Diese Definition würde auch bedeuten, dass Menschen mit genetischen Erkrankungen wie Trisomie 21 keine Menschen sind. Der letzte Nagel im Sarg dieses Versuchs besteht darin, dass es viele Arten gibt, darunter Frösche und Pflanzen, die von Taxonomen mit Sicherheit als eine einzige Art angesehen werden, die jedoch eine gewisse Vielfalt in Gegenwart kleiner akzessorischer Chromosomen aufweisen, die in verschiedenen Kombinationen vorkommen Einzelpersonen.

Betrachten wir eine letzte Option. Wir leben jetzt im Zeitalter der Genomik, in dem sich Daten über das Genom von Tausenden von Organismen schnell anhäufen. Wir könnten versuchen, diese Daten zu verwenden, um eine Speziesdefinition zu erstellen, die auf Ähnlichkeit auf Nukleotidebene basiert. Dies wird häufig für Bakterien verwendet, indem Organismen mit weniger als 97% Nukleotidähnlichkeit als unterschiedliche Spezies betrachtet werden.

Der Hauptpunkt, den ich zu betonen versucht habe, ist jedoch, dass Arten kein natürliches Konzept sind. Der Mensch muss in der Lage sein, Organismen zu klassifizieren, um unser Wissen über sie zu strukturieren und Menschen zugänglich zu machen, die versuchen, Ideen miteinander zu verknüpfen. Aber die Natur interessiert sich nicht für unsere Definitionen. Letztendlich ist das Artenkonzept für verschiedene Organismengruppen unterschiedlich und wird sich im Laufe der Zeit mit unseren Analysemethoden und den Anforderungen an unser Wissen ändern. Beachten Sie, dass ich viele Ideen für historische Artenkonzepte absichtlich übersprungen habe.

Die direkte Antwort auf Ihre Pferdefrage lautet: "Es kommt darauf an, wie Sie ein Pferd definieren möchten".


Die Geschichte der Kreuzungsfähigkeit ist noch komplizierter als die Zweideutigkeit von Pferden, Eseln, Löwen und Tigern. In Kalifornien und Mexiko gibt es eine Reihe von Eidechsenarten, die ein geografisches „Hufeisen“ bilden. Benachbarte Eidechsen können sich kreuzen, aber Arten an beiden Enden des Hufeisens können sich nicht fortpflanzen. Mit anderen Worten, Eidechsen an den Enden des Hufeisens gehören eindeutig zu verschiedenen Arten, aber jedes Paar geographisch naher Eidechsengruppen kann als dieselbe Art bezeichnet werden. Es gibt keinen Ort, um die Grenze zu ziehen, um zu sagen, wo eine Spezies aufhört und die nächste beginnt.

Ich denke, dass dies der Kern der Frage ist … der Begriff einer Art ist ein künstliches Konstrukt. Im Großen und Ganzen sind die Trennungen von Raum und Zeit groß genug, dass die Linien leicht zu ziehen sind, aber während der Aufteilung sind die Linien in keiner Weise klar.


Die biologische Definition von a Spezies auf Dictionary.com ist wie folgt;

Die Hauptunterteilung einer Gattung oder Untergattung, die als grundlegende Kategorie der biologischen Klassifikation angesehen wird, besteht aus verwandten Individuen, die sich ähnlich sind und sich untereinander fortpflanzen können, jedoch nicht mit Mitgliedern einer anderen Art.

Daraus leiten wir also ab, dass eine Art per Definition solche Individuen/Organismen sind, die sich erfolgreich miteinander fortpflanzen können. Es ist erwähnenswert, dass einige Mitglieder eng verwandter Arten zusammen züchten können (z die beiden Organismen (in diesem Fall das Pferd und der Esel) gehören zu unterschiedlichen (wenn nahe verwandten) Arten.

In Ihrem Beispiel würde man sagen, dass die Populationen von Pferden genügend haben divergierte voneinander trennen, wenn sie sich nicht mehr erfolgreich fortpflanzen können.


Eine Art ist eine Gruppe einzelner Organismen, die sich kreuzen und fruchtbare, lebensfähige Nachkommen hervorbringen. Nach dieser Definition wird eine Art von einer anderen unterschieden, wenn es in der Natur nicht möglich ist, dass Paarungen zwischen Individuen jeder Art fruchtbare Nachkommen hervorbringen.

Mitglieder derselben Art haben sowohl äußere als auch innere Merkmale gemeinsam, die sich aus ihrer DNA entwickeln. Je enger die Beziehung zweier Organismen ist, desto mehr DNA haben sie gemeinsam, genau wie Menschen und ihre Familien. Die DNA der Menschen ähnelt wahrscheinlich eher der DNA ihres Vaters oder ihrer Mutter als der DNA ihrer Cousine oder Großeltern. Organismen derselben Art haben den höchsten Grad an DNA-Ausrichtung und teilen daher Eigenschaften und Verhaltensweisen, die zu einer erfolgreichen Reproduktion führen.

Das Aussehen der Art kann irreführend sein, wenn es auf eine Fähigkeit oder Unfähigkeit zur Paarung hindeutet. Zum Beispiel, obwohl Haushunde (Canis lupus familiaris) phänotypische Unterschiede wie Größe, Körperbau und Fell aufweisen, können sich die meisten Hunde kreuzen und lebensfähige Welpen produzieren, die reifen und sich sexuell fortpflanzen können ([Link]).


In anderen Fällen können Individuen ähnlich erscheinen, obwohl sie nicht derselben Art angehören. Zum Beispiel, obwohl Weißkopfseeadler (Haliaeetus leucocephalus) und afrikanischer Fischadler (Haliaeetus vocifer) sind sowohl Vögel als auch Adler, die jeweils zu einer eigenen Artengruppe gehören ([link]). Wenn Menschen künstlich eingreifen und das Ei eines Weißkopfseeadlers mit dem Sperma eines afrikanischen Fischadlers befruchten würden und ein Küken schlüpfen würde, wäre dieser Nachwuchs, der als Hybrid (eine Kreuzung zwischen zwei Arten) bezeichnet wird, wahrscheinlich unfruchtbar – nicht in der Lage, erfolgreich zu sein nach Erreichen der Reife fortpflanzen. Verschiedene Arten können unterschiedliche Gene haben, die in der Entwicklung aktiv sind, daher ist es möglicherweise nicht möglich, lebensfähige Nachkommen mit zwei verschiedenen Richtungen zu entwickeln. Auch wenn eine Hybridisierung stattfinden kann, bleiben die beiden Arten daher immer noch getrennt.


Populationen von Arten teilen sich einen Genpool: eine Sammlung aller Varianten von Genen in der Art. Auch hier muss die Grundlage für jegliche Veränderungen in einer Gruppe oder Population von Organismen genetisch sein, denn nur so können Eigenschaften geteilt und weitergegeben werden. Wenn innerhalb einer Art Variationen auftreten, können sie nur auf zwei Hauptwegen an die nächste Generation weitergegeben werden: asexuelle Fortpflanzung oder sexuelle Fortpflanzung. Die Veränderung wird einfach asexuell weitergegeben, wenn die sich fortpflanzende Zelle das veränderte Merkmal besitzt. Damit das veränderte Merkmal durch sexuelle Fortpflanzung weitergegeben werden kann, muss ein Gamet, wie ein Spermium oder eine Eizelle, das veränderte Merkmal besitzen. Mit anderen Worten, sexuell reproduzierende Organismen können mehrere genetische Veränderungen in ihren Körperzellen erfahren, aber wenn diese Veränderungen nicht in einem Spermium oder einer Eizelle auftreten, wird das veränderte Merkmal niemals die nächste Generation erreichen. Nur erbliche Eigenschaften können sich entwickeln. Daher spielt die Reproduktion eine entscheidende Rolle, damit genetische Veränderungen in einer Population oder Art Wurzeln schlagen können. Kurz gesagt, Organismen müssen in der Lage sein, sich miteinander zu vermehren, um neue Eigenschaften an die Nachkommen weiterzugeben.


Was ist eine einheimische Art? (Mit Bildern)

Eine einheimische Art ist ein Organismus, der aus ganz natürlichen Gründen in einem Gebiet lebt, ohne dass menschliche Eingriffe erforderlich sind. Dies kann daran liegen, dass sich der Organismus in dieser Umgebung entwickelt hat oder durch natürliche Ursachen dorthin gebracht wurde. Wind kann zum Beispiel Pflanzensamen weit verbreiten, und Arten können von Tieren oder Vögeln getragen werden, Individuen können auch auf der Suche nach Nahrung oder Territorium wandern. Im Gegensatz dazu wurde eine nicht heimische Art absichtlich oder versehentlich vom Menschen eingeführt und kann invasiv werden, die natürliche Umgebung übernehmen und heimische Arten ersticken. Invasive Arten entwickeln sich oft schnell und breiten sich aggressiv aus, was den Eingeborenen den Wettbewerb erschwert.

Im Laufe der Zeit entwickelt sich eine einheimische Art normalerweise so, dass sie perfekt in die Umgebung passt, in der sie sich niedergelassen hat. Es können sich auch Unterarten entwickeln, die sich verfeinert haben, um subtile Variationen in der Umwelt auszunutzen, und einige von ihnen können sich schließlich zu neuen Arten entwickeln. Diese zunehmende Spezialisierung kann jedoch dazu führen, dass ein Organismus weniger in der Lage ist, mit Veränderungen in seiner Umgebung umzugehen

Endemische und einheimische Arten

Zwei Arten von einheimischen Arten werden anerkannt: endemische Arten nur in dem betreffenden Gebiet gefunden werden, während einheimische Arten kommen natürlich auch in anderen Gebieten vor. Endemische Organismen sind besonders anfällig für das Aussterben, da sie auf eine sehr kleine Region und auf bestimmte Lebensräume innerhalb dieser Region beschränkt sein können. Sie haben sich möglicherweise auf sehr spezielle Weise entwickelt, um sich an eine ungewöhnliche und ungewöhnliche Umgebung anzupassen, und können möglicherweise nur unter sehr begrenzten Bedingungen überleben.

Populationen einheimischer Organismen sind tendenziell robuster, da sie weiter verbreitet sind. Sie haben sich normalerweise entwickelt, um in Lebensräumen zu gedeihen, die ziemlich alltäglich sind, oder sich an eine Vielzahl von Bedingungen anpassen zu können. Manchmal können sie Gebiete wiederbesiedeln, aus denen sie verschwunden sind, und in einigen Fällen wurden sie von Menschen wieder eingeführt.

Ein Grund dafür, dass ein Organismus in einer Region heimisch ist, besteht darin, dass er sich dort entwickelt hat. Dies ist am häufigsten auf Inseln zu beobachten, wo die relative Isolation es ermöglicht, dass sich einzigartige Arten über längere Zeiträume entwickeln. Folglich neigen Inseln dazu, viele endemische Arten zu haben, und ihre charakteristischen Ökologien sind sehr anfällig. Wenn die Inselumgebung gestört wird, können die nirgendwo sonst vorkommenden einheimischen Arten schnell aussterben.

Die Verbreitung indigener Arten

Einheimische Arten können sich in einem Lebensraum entwickelt haben, in dem sie vorkommen, oder sie können auf natürliche Weise von anderswo dorthin gelangt sein. Wenn sich Organismen so entwickelt haben, dass sie in eine evolutionäre Nische passen, werden sie sich auf andere Bereiche ausbreiten, in denen diese Nische unbesetzt bleibt, wenn sie die Mittel dazu haben. Der Transport von Pflanzen und Setzlingen kann an Windströmungen, an Körpern und Bäuchen von Tieren in ihrem natürlichen Verbreitungsgebiet sowie durch Austreiben von Trieben und Ausläufern erfolgen. So kann beispielsweise eine Pflanzenart ein sehr großes Territorium bedecken.

Tiere breiten sich auf natürliche Weise aus, wenn ihre Populationen zunehmen und sie auf der Suche nach Nahrung und Territorium weiter wandern. Einheimische Tiere können saisonalen Migrationsmustern folgen oder ihre Populationen als Reaktion auf verschiedene Belastungen, natürliche Neugier oder sich ändernde Landschaften regelmäßig umsiedeln. Manche Tiere legen auf der Suche nach neuem Territorium weite Strecken zurück. Bestimmte Vogel- und Insektenarten zeichnen sich besonders durch ihre langen Wanderungen aus.

Bedrohungen für einheimische Arten

Einheimische Arten sind einer Vielzahl von Bedrohungen für ihr Überleben ausgesetzt, und einige sind durch menschliche Aktivitäten vom Aussterben bedroht. Eine Reihe von Tieren und Vögeln sind in den letzten Jahrhunderten verloren gegangen, da sie bis zum Aussterben gejagt wurden. Heutzutage ist die Zerstörung von Lebensräumen eine große Bedrohung, da immer mehr Land überbaut oder landwirtschaftlich genutzt wird.

Der Schutz heimischer Arten

Die Anerkennung der Bedeutung einheimischer Arten und einzigartiger Umgebungen hat zur Gründung einer Reihe von Organisationen geführt, die einheimische Pflanzen und Tiere fördern. Die International Union for Conservation of Nature (IUCN) führt Listen gefährdeter und vom Aussterben bedrohter Arten und führt Kampagnen zum Schutz ihrer Interessen. Der World Wide Fund for Nature (WWF), früher bekannt als World Wildlife Fund, setzt sich für den Erhalt der Lebensräume einheimischer Tiere, Pflanzen und anderer Organismen ein und führt Adoptionskampagnen für gefährdete Tiere durch. Auf lokaler Ebene gibt es viele Organisationen, die die Menschen ermutigen, einheimische Pflanzen in ihren Gärten zu verwenden, an Ausrottungskampagnen für invasive Organismen teilzunehmen und die Menschen über die Risiken für einheimische Tierarten aufzuklären, die von importiertem Vieh und Haustieren ausgehen.

Seit sie vor einigen Jahren anfing, zur Site beizutragen, hat sich Mary der aufregenden Herausforderung gestellt, AllThingsNature-Forscherin und Autorin zu sein. Mary hat einen Abschluss in Geisteswissenschaften vom Goddard College und verbringt ihre Freizeit mit Lesen, Kochen und Erkunden der freien Natur.

Seit sie vor einigen Jahren anfing, an der Site mitzuwirken, hat sich Mary der aufregenden Herausforderung gestellt, AllThingsNature-Forscherin und Autorin zu sein. Mary hat einen Abschluss in Geisteswissenschaften vom Goddard College und verbringt ihre Freizeit mit Lesen, Kochen und Erkunden der freien Natur.


Primitive Mikrobe bietet Modell für die Evolution von Tieren

18. Dezember 2001 -- Ein Mikroorganismus, dessen evolutionäre Wurzeln bis in die Ära der ersten vielzelligen Tiere zurückverfolgt werden können, könnte einen Einblick in den entscheidenden Evolutionssprung von einzelligen Organismen geben.

Bei der Analyse der einzelligen Choanoflagellaten entdeckten die Wissenschaftler, dass die Organismen über eine Art molekularer Sensor verfügen, der normalerweise bei mehrzelligen Tieren zu finden ist. Dies ist das erste Mal, dass ein solcher Sensor, genannt Rezeptor-Tyrosin-Kinase, in einem einzelligen Organismus gefunden wurde, sagte Sean B. Carroll, Forscher des Howard Hughes Medical Institute an der University of Wisconsin, Madison. Carroll und ihre Kollegin Nicole King aus Wisconsin berichteten über ihre Ergebnisse in der Ausgabe der Proceedings of the National Academy of Sciences vom 18. Dezember 2001.

Choanoflagellaten sind eine Gruppe von etwa 150 Arten einzelliger Protisten, die ein peitschenartiges Flagellum verwenden, um zu schwimmen und Nahrung aufzunehmen. Um dieses Flagellum herum befindet sich ein Kreis dicht gepackter, fingerartiger Mikrovilli, die Nahrung aus dem Wasser filtern. Wissenschaftler haben lange vermutet, dass Choanoflagellaten moderne Beispiele dafür darstellen könnten, wie die Vorfahren vielzelliger Tiere oder Metazoen aussahen.

Und die Indizien, die diese Vorstellung stützten, waren zwingend - Choanoflagellaten sind fast identisch mit Zellen, die als Choanozyten in Schwämmen bezeichnet werden, die auch Nahrungsaufnahme betreiben, und einige Arten von Choanoflagellaten neigen dazu, Kolonien zu bilden.

"Die vorhandene wissenschaftliche Literatur war jedoch widersprüchlich oder mehrdeutig darüber, ob diese Protisten die nächsten lebenden Verwandten von Tieren sind, ohne tatsächlich Tiere zu sein", sagte Carroll. "Deshalb schlug Nicole King vor, Proteinsequenzen zu erforschen, die zuvor nicht untersucht wurden und die die Beziehung zwischen Choanoflagellaten und Tieren eindeutig stützen könnten."

Die Forscher verglichen zunächst Gene in einer Choanoflagellaten-Art, Monosiga brevicollis, mit vier tierischen Genen, die Proteine ​​exprimieren, die im gesamten Tierreich hochkonserviert sind. Diese Strukturproteine ​​– genannt Elongationsfaktor 2, Alpha-Tubulin, Beta-Tubulin und Aktin – werden häufig als molekulare Marker verwendet, um die Verwandtschaft zwischen Arten zu erforschen.

"Als wir die Sequenzen der Choanoflagellaten- und Tiergene verglichen haben, erhielten wir ein viel klareres statistisches Signal, als wir erwartet hatten, dass sie verwandt waren", sagte Carroll. Die Vergleiche stellten die bisher stärkste sequenzbasierte Unterstützung für die Hypothese der Verwandtschaft zwischen Choanoflagellaten und Metazoen dar, sagte er. Zuversichtlich, eine Verwandtschaft zwischen den Organismen hergestellt zu haben, untersuchten die Forscher als nächstes das Choanoflagellaten-Genom nach tierbezogenen Genen.

"Es war so etwas wie ein Schrotflinten-Ansatz, aber wir haben unsere Suche nach Genen für einige spezifische Arten von Molekülen abgestimmt, die außerhalb der Metazoen nicht gefunden wurden", sagte Carroll. Die Suche konzentrierte sich auf Moleküle, die an der Zelladhäsion und Zellsignalübertragung beteiligt sind, die von einzelligen Organismen nicht erwartet würden, sagte Carroll.

"Unter mehreren hundert häufigen Gensequenzen, die wir erhalten haben, ist diese Rezeptor-Tyrosinkinase hervorgetreten, ein Molekül, das noch nie zuvor außerhalb von Metazoen gefunden wurde", sagte Carroll.

Rezeptor-Tyrosin-Kinasen sind molekulare Sensoren, die sich in die Zellmembran einbetten. Steckt eine externe Chemikalie in den Rezeptor, wie ein Schlüssel in ein Schloss, wird ein Signalweg innerhalb der Zelle aktiviert. Die Entdeckung der Rezeptor-Tyrosin-Kinase, genannt MBRTK1, ist wichtig, weil sie impliziert, dass die Choanoflagellaten einen Teil der Maschinerie entwickelt haben, die notwendig ist, um wie tierische Zellen miteinander zu interagieren, sagte Carroll.

Eine weitere Analyse des MBRTK1-Proteins und ein Vergleich seiner Struktur mit Kinasen in anderen Organismen könnten wichtige evolutionäre Erkenntnisse liefern. „Wir würden gerne wissen, ob dieses Protein ein Gründungsmitglied dieser Molekülklasse ist – ein gemeinsamer Vorfahre, der möglicherweise am Vorabend der Tierentwicklung aufgetaucht ist“, sagte Carroll. Außerdem hoffen die Wissenschaftler, den von MBRTK1 aktivierten Signalweg zu verfolgen, um zu verstehen, welche Wirkung das externe Signal im Choanoflagellaten hat.

"Im Allgemeinen haben diese Entdeckungen uns zuversichtlich gemacht, dass wir den richtigen Organismus ausgewählt haben, um zu verstehen, was am Vorabend der Tierentwicklung passiert ist", sagte Carroll. "Wir glauben daher, dass wir in diesem Organismus mehr Elemente des genetischen Werkzeugkastens entdecken können, die Tiere zuerst zum Bauen von Tieren verwendeten."

Laut Carroll versprechen die Studien an Choanoflagellaten, ein wichtiger Teil seiner laufenden Studien zur Tierevolution in seinem Labor zu sein. Das Thema dieser Forschung spiegelt sich auch in Carrolls neuem Buch From DNA to Diversity: Molecular Genetics and the Evolution of Animal Design wider, das zusammen mit Jennifer Grenier und Scott Weatherbee verfasst wurde (Blackwell Science Publications, 2001).


Wann wird ein Organismus zu einer neuen Spezies?

Während der Genetik in der Biologie wurde mir beigebracht, dass eine Art eine "Gruppe von Organismen ist, die sich kreuzen und fruchtbare Nachkommen produzieren können". Wenn sich ein Organismus entwickeln und zu einer neuen Art mutieren würde, könnte er sich anscheinend nicht mit seiner ursprünglichen Population reproduzieren, es sei denn, zwei Organismen derselben Art hätten die gleichen Mutationen und könnten sich kreuzen.

Es gibt ein Sprichwort: "Quotenart ist das, was ein kompetenter Taxonom sagt." Das mag nicht sehr befriedigend klingen, aber es ist die buchstäbliche Wahrheit, denn, wie polyphyletic_79 sagt, ist die Spezies ein menschliches Konstrukt. Die übliche Lehrbuchdefinition von Arten gilt nur für sich sexuell fortpflanzende Organismen und auch für sie nur unvollkommen. Verwandte Populationen weichen im Laufe der Zeit in allmählichen Schritten voneinander ab, und wo die Grenze zu ziehen ist, ist willkürlich. Viele Arten sind nur von wenigen Exemplaren bekannt, und jedes Jahr werden viele neue Arten beschrieben. Die eigentliche Biologie, welche Populationen genetisch voneinander isoliert sind, ist einfach nicht bekannt. Taxonomische Spezialisten auf jedem Gebiet versuchen, Populationen zu identifizieren, die unterschiedlich genug sind, um eine Anerkennung auf Artebene zu rechtfertigen, und herauszufinden, wie der korrekte Name für diese "Art" unter Verwendung des Typensystems lautet. "Typen" sind einzelne Exemplare, die bei der Erstbeschreibung an den Artnamen gebunden sind. Wenn einer Art mehr als ein Name gegeben wurde, ist der korrekte Name in der Regel der älteste. Der Taxonom stützt sich auf morphologische und zunehmend DNA-Beweise, um zu entscheiden, welche Populationen Anerkennung verdienen. DNA könnte eines Tages alle taxonomischen Probleme lösen, aber noch nicht. DNA-Phylogenien basieren oft nur auf wenigen Genen, und wie viel Divergenz notwendig ist, um eine "Art" zu erkennen, ist möglicherweise nicht klar. Und je nach Art des Organismus und seiner Konservierung weisen viele ältere Typusexemplare abgebaute DNA auf, die mit heutigen Methoden noch nicht einmal charakterisiert werden kann.


S PEZIEN ALS GRUNDEINHEITEN DER B IODIVERSITÄT: WARUM ROLLE UND P HENOTYP M ATTER

Obwohl der Prozess der Beschreibung der biotischen Vielfalt in gewissem Sinne seit Jahrhunderten (zumindest seit Aristoteles und Theophrastus) im Gange ist, wird erst mit der zunehmenden Bedrohung und Realität ihres Verlustes in den letzten Jahrzehnten eine echte Fokussierung auf die Das Konzept der Biodiversität ist in den Vordergrund gerückt. Während die biotische Vielfalt auf verschiedenen Ebenen, einschließlich der des einzelnen Organismus und des genetischen Ortes, bewertet und bewertet werden kann, bleibt die entscheidende Ebene die Art (Wilson 1988). Eine kürzlich durchgeführte Betrachtung verschiedener Methoden zur Bewertung der Biodiversität kam zu dem Schluss, dass der Artenreichtum zwar nicht perfekt, aber die beste Metrik ist (Maclaurin und Sterelny 2008). Dies bedeutet nicht, dass andere Ebenen der Biodiversität, wie etwa die Genvielfalt innerhalb von Arten, nicht existieren oder nicht wichtig sind, sondern dass die Arten im Mittelpunkt stehen. Arten sind untrennbar mit dem Begriff der Biodiversität verbunden, weil sie vielleicht von den meisten Biologen und sogar der breiten Öffentlichkeit als grundlegende Einheiten der natürlichen biotischen Vielfalt angesehen werden. Die Vorstellung von Arten als grundlegende phänotypisch unterscheidbare Gruppen in der Natur ist weit verbreitet und hat eine lange Geschichte. Arten oder etwas, das ihnen sehr nahe kommt (Ansammlungen von Individuen, die eine erkennbare Ähnlichkeit untereinander haben und sich von anderen solchen Gruppen unterscheiden), sind die Grundeinheiten der Volkstaxonomien ( Atran 1990). Die Einheiten, die die klassischen Autoren diskutierten, die der mittelalterlichen Kräuterkundigen und der Flora- und Fauna-Autoren in der Nachrenaissance, kommen vielen Einheiten nahe, die wir noch als Arten kennen. Die phänotypische Unterscheidbarkeit war somit das erste Artkriterium. Wir plädieren jedoch nicht dafür, einer solchen Tradition zu folgen, nur weil es immer so war.

Wir argumentieren eher für die entscheidende Bedeutung von Rolle (und seine Manifestation als Phänotyp) aufgrund seiner inhärenten Relevanz für die Biodiversität. Der entscheidende Wert der Biodiversität liegt in den unzähligen Rollen (im Sinne von Simpson 1951, 1961), die Organismen aufweisen, die sie zu einem Teil komplexer biotischer Systeme machen. Diese Vielfalt ist ein direktes Ergebnis der unterschiedlichen morphologischen, chemischen und Verhaltenseigenschaften, die Organismen aufweisen. Wir betrachten Rolle im Allgemeinen als die Art und Weise, in der Individuen mit ihrer Umwelt interagieren, und die Gesamtheit der exprimierten Eigenschaften (über den Genotyp hinaus), die sie aufweisen, ist die Entsprechung eines Organismus mit dem Konzept der ökologischen Nische Sinn Hutchinson (1957 ein |$n$|-dimensionales Hypervolumen, das sich aus allen biotischen und abiotischen organismischen Interaktionen zusammensetzt).

Wir behaupten, dass die Rolle ein notwendiger Teil des Artenkonzepts ist und dass Simpson sie zu Recht in die Definition des ESC aufgenommen hat. Obwohl Wiley und Mayden (2000) Simpsons Verwendung der Rolle als nichts anderes als „Individualität“ interpretierten, beschrieb Simpson (1961, S. 154) Rollen explizit als „definierbar durch ihre Äquivalenz zu Nischen“ und stellten weiter fest, dass „morphologische Ähnlichkeiten und Unterschiede“ (wie in widergespiegelt Bevölkerungen, nicht Individuen) beziehen sich auf Rollen, wenn sie anpassungsfähig sind [Hervorhebung im Original].“ Dies ist ein klarer Zusammenhang zwischen der ökologischen Rolle, die Arten spielen, und ihrer Definition. Hull (1965) war der Ansicht, dass Simpson keine ausreichenden Kriterien zur Eingrenzung der Rolle lieferte, aber dies ist eher eine operative Kritik als eine konzeptionelle – das heißt, Hull hatte keine Einwände gegen die Idee der Rolle, sondern gegen Simpsons Charakterisierung derselben. Van Valen (1976), in einer expliziten Verfeinerung von Simpsons (1961) Konzept, das als ersteres bekannt ist Ökologisches Artenkonzept, beschrieb eine Art als „eine Abstammungslinie (oder eine eng verwandte Reihe von Abstammungslinien), die eine Anpassungszone einnimmt, die sich minimal von der jeder anderen Abstammungslinie in ihrem Verbreitungsgebiet unterscheidet und die sich getrennt von allen Linien außerhalb ihres Verbreitungsgebiets entwickelt“ (S. 154). Van Valen entwickelte dieses Konzept jedoch nicht vollständig, er nannte es „ein Vehikel zur konzeptionellen Überarbeitung, keinen stehenden Monolithen“. Levins (2000) ökogenetisches Konzept ähnelt dieser Ansicht auch insofern, als die ökologische Funktion Teil seiner Spezifikation ist. Später in seiner Karriere betrachtete sogar Mayr (1988) die Rolle als kritisch mit seiner verbesserten Definition von Arten als „eine reproduktive Gemeinschaft von Populationen (reproduktiv isoliert von anderen), die eine spezifische Nische in der Natur einnimmt“.

Obwohl der Begriff der Rolle auf den ersten Blick schwer fassbar erscheinen mag, ist die Idee nicht vage als die der Bevölkerung, und daher können beide Ideen empirisch schwer anzuwenden sein. Die Vielfalt der ausgedrückten Organismeneigenschaften ist speziell auf die Vielfalt ihrer Phänotypen eher als Genotypen an sich, da nicht erwartet wird, dass viele genotypische Veränderungen zu exprimierten Veränderungen führen. Es wird erwartet, dass synonyme Änderungen der dritten Basenposition in kodierender DNA zum Beispiel keinen Unterschied in der Aminosäuresequenz ergeben, aber es gibt Situationen, in denen eine solche Änderung könnten zu alternativem Spleißen führen und damit phänotypisch wirken. Obwohl die traditionelle Ansicht war, dass phänotypische Veränderungen das direkte Ergebnis einer zugrunde liegenden genotypischen Veränderung sind, wissen wir heute, dass nicht alle phänotypischen Veränderungen direkt auf eine genotypische Veränderung zurückgeführt werden können. Cortijo et al., 2014). Über die epigenetische Manipulation des Genoms hinaus wurden extragenomische Determinanten von organismischen Eigenschaften beschrieben (vgl. Freudenstein et al. 2003 Bonduriansky und Day 2009 Danchin et al. 2011). Was auch immer ihre Grundlage ist, solange solche Attribute durch einen Mechanismus vererbbar sind, können sie die Eigenschaften des Organismus und damit die Rolle der Spezies beeinflussen. Daher berufen wir uns auf einen sehr breiten „erweiterten Phänotyp“ (Dawkins 1982) als Rohmaterial für die Rollenbestimmung, und wenn wir uns von diesem Punkt an auf den Phänotyp beziehen, meinen wir ihn in diesem weitesten Sinne.

Der Hinweis auf den Phänotyp als Grundlage für die Rolle und auf den phänotypischen Unterschied als entscheidend für die Unterscheidbarkeit der Arten wirft die empirische Frage auf, wie viel phänotypischer Unterschied erforderlich ist, um die Rolle zu verschieben. Diese Frage ähnelt einer, die man sich bei einem rein auf Abstammung basierenden Ansatz stellen könnte – woher weiß man, ob man eine bestimmte Abstammung hat? Wie unterschiedlich muss die Abstammung sein? Diese Fragen spiegeln die erkenntnistheoretische Herausforderung der Anwendung solcher Konzepte wider. Die Antwort ist, dass man genügend Beweise (der Abstammung oder Rolle) braucht, um einen überzeugenden Fall für eine bestimmte reale Instanz zu erstellen. In der Praxis kennen wir die ökologischen Auswirkungen bestimmter Charakteränderungen oft nicht. Daher schlagen wir vor, dass jede feste Änderung der exprimierten Organismeneigenschaften Beweise für eine Hypothese der Rollenverschiebung liefert. Letztendlich ist es die Aufgabe des Forschers, phänotypische Veränderungen zu identifizieren, die tatsächlich Rollen verschieben. Auf diese oder andere Weise umschriebene Arten bleiben immer Hypothesen, die einer weiteren Prüfung unterliegen.


Konvergente Evolution vs. divergente Evolution: Ein kritischer Vergleich

Von den verschiedenen Verwirrungen, die auf dem Gebiet der Evolutionsbiologie fortbestehen, handelt es sich um die konvergente und divergente Evolution. Was genau ist der Unterschied zwischen den beiden?

Von den verschiedenen Verwirrungen, die auf dem Gebiet der Evolutionsbiologie fortbestehen, handelt es sich um die konvergente und divergente Evolution. Was genau ist der Unterschied zwischen den beiden?

Ich glaube nicht, dass ein Konzept in der Wissenschaft jemals so viele Kontroversen und kontroverse Debatten ausgelöst hat wie die Evolution. Aber trotz so vieler Kontroversen, “Nichts in der Biologie macht Sinn, außer im Licht der Evolution” (Theodosius Dobzhansky). Wenn wir an Evolution denken, ist Charles Darwin der erste Name, der selbst jemandem auffällt, der nicht aus den Biowissenschaften stammt. Kein Wort kann über Evolution geschrieben werden, ohne den Namen dieses bahnbrechenden Evolutionsbiologen zu erwähnen. Seine Arbeit Zur Entstehung der Arten ist seit der ersten Veröffentlichung Gegenstand vieler Diskussionen.

Sie möchten für uns schreiben? Nun, wir suchen gute Autoren, die das Wort verbreiten wollen. Melde dich bei uns und wir reden.

Von den vielen Konzepten, die in diesem Buch ausgearbeitet wurden (wie das Überleben des Stärkeren), war eines von Darwins Divergenzprinzip. Der andere Begriff – konvergente Evolution – wird oft als das Gegenteil von Divergenz angesehen. Konvergente Evolution war jedoch nur ein Wortspiel, das Evolutionsbiologen erfunden haben, um eine ihrer vielen Beobachtungen zu erklären, dass sie nichts mit Divergenz als solcher zu tun hat. Hier ist ein kurzer Bericht über konvergente Evolution vs. divergente Evolution. Um das Verständnis zu erleichtern, werde ich jedoch zuerst die divergente Evolution erklären und dann zur konvergenten Evolution übergehen.

Abweichende Entwicklung

Stellen Sie sich die Evolution des Lebens als einen Prozess vor, wie das Fließen eines Flusses. Wenn es den Berg verlässt, nimmt es seinen Lauf und schlängelt sich umher. Wenn ein Felsbrocken seinen Fluss in eine Felsspalte behindert, würde er sich um die Felsspalte drehen. Wenn jedoch a groß genug Felsbrocken zwischen seinem Weg stehen würde, würde sich der Fluss in zwei Teile teilen und zwei neue kleinere Flüsse entstehen lassen, von denen jeder sein eigenes Schicksal ereilen würde, wenn er den Berg hinunterfließt.

Genau darum geht es bei der divergenten Evolution. Der Felsbrocken steht für ‘natürliche Auslese’. Die natürliche Selektion ist eher ein Ergebnis des natürlichen Drucks, dem Organismen ausgesetzt sind (typischerweise Konkurrenzdruck, Druck, die Paarungspräferenzen des anderen Geschlechts zu erfüllen usw.) als der tatsächliche Druck. Es ist eher das Ergebnis als der Prozess. Der Begriff ‘natürliche Auslese’ wird jedoch heute synonym als Ursache und Wirkung verwendet.

So, divergente Evolution ist die Schaffung neuer Arten durch die Anhäufung vieler kleiner ‘Änderungen’ die durch den natürlichen Selektionsdruck entstanden sind. Im Wesentlichen werden die beiden neu geschaffenen Arten divergieren voneinander, während sie sich weiterentwickeln. Dies ist eine wichtige Aussage (wie deutlich wird, wenn wir uns konvergente Evolution vs. divergente Evolution ansehen). Drei Hauptauslöser divergenter Entwicklung wurden identifiziert –

  1. Um den Wettbewerb zu überwinden – Two individuals belonging to the same species pose greater competition for each other than 2 individuals belonging to different species (for the reason that individuals of the same species would all have the same requirements of food, resources, mates etc.) If the competition gets too tough, divergence is the result.
  2. Adaptation to Micro-Niches – Not all monkeys in the US live together in one single territory. They are scattered all over. So those in Florida may adapt to a tropical climate while those in, say South Dakota, would adapt to a continental type of climate. This could create two different monkey species.
  3. Neutral Evolution – Sometimes the changes that occur at the level of the genes cannot be attributed to a specific trigger, these are called neutral mutations. Evolution also takes place in this way. If the accumulative neutral mutations are significant enough to affect the species, they may give rise to a new species.

One thing to be borne in mind however, is the fact that the ‘boulder’ has to be ‘big enough‘. Competition between just two monkeys for one apple on a tree is not enough to create a new species. But if there are two big groups of monkeys, all competing for the apples of a single tree, and if there is also a banana tree nearby, then one of the groups may discover bananas and evolve into a new species of banana-eating monkeys. (This is just a hypothetical example – do not take it literally! Take home the essence!)

Convergent Evolution

Convergent evolution has nothing to do with divergent evolution. It is a totally different concept. First get this into your head, or you are going to remain in an illusion even by the end of the article! I will explain the concept using the same analogy of the flowing river. Now consider there are two different rivers instead of one. Suppose both encounter a big enough boulder, and both the boulders are similar enough. Consequentially they would both split into two smaller independent rivers.

This is exactly what convergent evolution is all about. Both the rivers encountered a ‘boulder’, hence they were both destined to similar fates – to split. Convergent evolution is when the selective pressure on two unrelated species is same to such an extent that it produces the same adaptations in the two species i.e. the courses of their evolution converge to a single fate. This may be a little difficult to comprehend, because when we think of evolution, we are usually considering the evolution of einer Spezies. Hence we often tend to think that convergent evolution is when two species merge into one. But this is one of the major misconceptions in evolution.

One point of consideration here is the fact if the two rivers are on the same mountain or two different mountains – i.e. how related or unrelated are the two species we are talking about. Birds belong to ‘aves’, while bats are in fact ‘mammals’. Yet they have both adapted to fly. Here the two organisms are not related at all. On the other hand, penguins and ostriches are both flightless birds, both of which have evolved to walk on the ground. But in spite of both being birds, they have evolved very differently with respect to other features. However, both can be regarded as instances of convergent evolution.

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The main point to be borne in mind here is that the ‘boulder’ has to be ‘similar enough‘. Using the same example of monkeys, apples and bananas – if you want bears competing for apples to also evolve into banana-eating bears, they should be posed with the same amount of competition as the monkeys only then will two different species (monkeys and bears) evolve towards the same fate (going bananas!).

Difference between Convergent and Divergent Evolution

Divergence makes sense only in the light of ‘Gradualismus‘. The essence of evolution is that it is slow, gradual. If evolution were to take place in leaps and bounds, there could arise a situation where divergence would in fact lead to convergence! Wie? Lassen Sie mich erklären. Suppose a macro-mutation took place in a species to suddenly give rise to a new species – divergence has occurred. However, this divergence is so drastic, that the two species now have very little in common. This means that they are no more under ‘similar’ selective pressures. Now we have two new species, each of which will evolve on their own, and under quite different selective pressures. Now is it not possible that by mere chance the two species will independently arrive at the same fate?

Verwirrend? Let’s use the above example. Say the group of monkeys competing for apples ‘macro-mutated’. So now we have one orange-eating species, and one apple eating species. Now, can it not happen that the orange eating species eventually diverged into banana-eating species, just the way the apple-eating species did? If this were to happen, one of the two species would in fact be driven to extinction. Then what was the whole point of nature investing so much energy in creating a new species in the first place? Hence for ‘speciation’ (creation of a new species) to sustain, it is essential that evolution be gradual. Gradualism is what ensures that two new species will diverge and not converge.

A lot of concepts of evolution that were formulated in the subsequent years were in fact the offshoots of the concepts Darwin elaborated in his book. If not directly related to, they have been deduced from concepts in the book, sometimes only as a word play (like convergent and divergent evolution). If you haven’t yet read the book, I would highly recommend you grab yourself a copy of Zur Entstehung der Arten. It is amazing to see how much a man can do with only a pair of eyes and a keen, observant and thoughtful mind. With the possibility of sounding redundant, I will still say – such was the genius of Darwin, that “Nothing in biology makes sense except in the light of evolution“.

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This following BiologyWise article will take you through a brief explanation of the theory of evolution by Charles Darwin. Continue reading for a simplified understanding.


Age doesn't matter: New genes are as essential as ancient ones

New genes that have evolved in species as little as one million years ago – a virtual blink in evolutionary history – can be just as essential for life as ancient genes, startling new research has discovered.

Evolutionary biologists have long proposed that the genes most important to life are ancient and conserved, handed down from species to species as the "bread and butter" of biology. New genes that arise as species split off from their ancestors were thought to serve less critical roles – the "vinegar" that adds flavor to the core genes.

But when nearly 200 new genes in the fruit fly species Drosophila melanogaster were individually silenced in laboratory experiments at the University of Chicago, more than 30 percent of the knockdowns were found to kill the fly. The study, published December 17 in Wissenschaft, suggests that new genes are equally important for the successful development and survival of an organism as older genes.

"A new gene is as essential as any other gene the importance of a gene is independent of its age," said Manyuan Long, PhD, Professor of Ecology & Evolution and senior author of the paper. "New genes are no longer just vinegar, they are now equally likely to be butter and bread. We were shocked."

The study used technology called RNA interference to permanently block the transcription of each targeted gene into its functional product from the beginning of a fly's life. Of the 195 young genes tested, 59 were lethal (30 percent), causing the fly to die during its development. When the same method was applied to a sample of older genes, a statistically similar figure was found: 86 of 245 genes (35 percent) were lethal when silenced.

Because the young genes tested only appeared between 1 and 35 million years ago, the data suggests that new genes with new functions can become an essential part of a species' biology much faster than previously thought. A new gene may become indispensable by forming interactions with older genes that control important functions, said Sidi Chen, University of Chicago graduate student and first author of the study.

"New genes come in and quickly interact with older genes, and if that interaction is favorable by helping the organism survive or reproduce better, it is favored by natural selection and stays in the genome," Chen said. "After a while, it becomes essential, and the organism literally cannot live without the gene any more. It's something like love: You fall in love with someone and then you cannot live without them."

The indispensable nature of new genes also questions long-held beliefs about the shared features of development across different species. In 1866, German zoologist Ernst Haeckel famously hypothesized that "ontogeny recapitulates phylogeny" after observing that the early steps of development are shared by animals as different as fly and man.

Biologists subsequently predicted and confirmed that the same ancient, essential genes would be the conductors of this early development in all species. This principle enabled the use of model organisms, including flies, mice, and rats, to be used for research on the mechanisms of human disease.

Intriguingly, in the new study, deleting many of the new genes causes flies to die during middle or late stages of development, while older genes were lethal during early development. So while ancient genes essential for the early steps of development are shared, newer genes unique to each species may take over the later developmental stages that make each species unique. For example, many new genes in the study were found to be involved with metamorphosis, the mid-life stage that drastically transforms the body plan in animals.

"This may change the way we view the developmental program," Long said. "Each species has a different species-specific developmental program shaped by natural selection, and we can no longer say that from Drosophila to humans the development of different organisms is just encoded by the same genetic program. The story is much more complicated than what we used to believe."

As such, a full understanding of biological diversity may require a new focus on genes unique to each organism.

"I think it has important implications on human health," Chen said. "Animal models have proven to be very useful and important for dissecting human disease. But if our intuition is correct, some important health information for humans will reside in the unique parts of the human genome."

The newfound importance of young genes and unique developmental programs may have a dramatic impact on the field, Long said. The discovery will also inspire new research directions examining how quickly new genes can become essential and their exact role in species-specific development.

"Biologists have long assumed, quite reasonably, that ancient genes have survived natural selection because they are essential to life and that new genes are generally less critical to an organism's development," said Irene Eckstrand, PhD, who manages Dr. Long's and other evolutionary biology grants at the National Institutes of Health. "This important study suggests that this assumption is flawed, unlocking new questions that could lead to a deeper understanding of evolutionary processes and their impact on human health."


Conditions that Favor Speciation

Now that we have addressed several mechanisms that keep species from interbreeding, we will focus on some theories about how new species arise (speciation). Essentially, gene flow between closely related populations must be interrupted. This can happen in one of two ways. Allopatrische Spezies occurs when populations become physically isolated due to some sort of geographical barrier. Sympatric speciation occurs when populations become genetically isolated, even though their ranges overlap.

As suggested, allopatric speciation involves some sort of geographical isolation that physically blocks migration of individuals (or gene flow) between populations. Geographical isolation may arise as a result of changes in water flow, volcanic uprisings, canyon formations, or other landmass changes. A good example of allopatric speciation involves two species of antelope squirrels whose populations are separated by the Grand Canyon. Presumably they evolved from once-interbreeding populations that were isolated by the formation of the canyon.

Adaptive radiation refers to the relatively rapid evolution of many new species from a single common ancestor into diverse habitats. Adaptive radiation is commonly observed on island chains where new opportunities exist for immigrant species. Examples include the speciation of Darwin's finches in the Galapagos chain of islands, the diversification of honeycreepers in the Hawaiian islands, and the radiation of cichlid fish around the globe.


New Species--Keep On Counting!

Just Found After Possibly Millions of Years On Earth: A shaggy, red-bearded monkey that swings among treetops in the Brazilian rain forest. A wild ox with pointed horns that bounds nimbly through Vietnam's mountain underbrush. A tiny fish that nibbles slime from coral reefs.

No, not freaks of nature. Rather, new species that scientists have never--ever--laid eyes on before. From Vietnam to the African Congo, scientists are now sighting about 13,000 new species every year. Like detectives combing for hidden clues, scientists may be gathering new evidence to the unsolved mystery of life's diversity, and doing so at the fastest rate in history.

After more than 200 years of counting and cataloguing, scientists have identified roughly 1.4 million species on Earth. But their best collective guess is that anywhere from 4 to 40 million species of animals, plants, fungi, bacteria, and other organisms may still lurk undiscovered in remote spots like New Zealand forests or the savage Himalayan mountains. Their guess is actually based on a mix of scientific formulas and prediction. Most large mammals, for instance, are believed to have been discovered while many smaller animals--tiny mammals, beetles, and mites--are still thought to exist in the wild, unknown.

What is a species, anyway? Taxonomists (scientists who categorize all life on Earth) define a species as a group of living organisms--bacteria, insects, or fish, for example--that breeds only with others identical to itself. All members of a species share the same general appearance and behavior. Currently more than 4,000 mammals (warm-blooded, milk-drinking vertebrates), for example, have been identified by taxonomists (at least 88 of those have already gone extinct, or died off). But the final mammal count may double before the species counting game is over. "We may think we know what lives on the face of the Earth, but we really don't," says Niles Eldredge, a curator at the American Museum of Natural History in New York City.

Why are scientists suddenly hot on the trail of new species? Groups such as the World Wildlife Fund and Conservation International have rushed crack teams of biologists to collect information about remote regions--before bulldozers and chain saws deforest them, mine them for minerals, or turn them into grazing lands. A campaign called the rapid assessment program (RAP) targets isolated habitats where a rich diversity of species may have evolved beyond the eyes of man.

Two years ago, for instance, scientists scouring mountain jungles on the border of Vietnam and Laos came across 18 animal skulls, the remains of a deer-like species they couldn't identify. The skulls had antlers that looked unlike any found on deer species known to science. Where did the deer come from? Native forest-dwelling hunters informed the scientists of an uncounted population of "mystery" deer alive and hidden amid high mountain peaks. "This is a lost world, a place we haven't ventured into in hundreds of years," says Vietnamese biologist Pham Mong Giao, who worked on the project.

The distinctive antlers found on the skulls perfectly matched the antlers of the live deer photographed in the mountains. Presto! Scientists had come upon a new deer species, now named the Truong Son muntjac. It's one of three large mammals discovered in Vietnam in the last seven years.

Other "hot spots" ripe for discovery of new species include the Philippines, Madagascar, and the Andes Mountains and Amazon River Basin in South America. Endemic species (creatures found nowhere else), such as the black-headed sagui dwarf recently found in the Amazon rain forest, are like poster kids for environmentalists.

"Biologists are using new species to highlight the urgency of deforestation," says Leeanne Alonso, an entomologist (insect scientist) who leads RAP expeditions. So far, RAP teams have led to the creation of six protected areas totaling millions of acres in five countries.

One tool scientists use to identify new or distinct species is DNA-testing. DNA is the genetic code that transmits traits from one generation to the next. In fact, about two-thirds of all "new" species can only be identified by biologists conducting DNA tests.

For example, ornithologists (bird scientists) used to lump the fluffy brown screech owls found separately both in the Comoros Islands and in Madagascar into a single species called Madagascar scops owl. After all, the two sets of birds, found years ago, looked identical. Nonetheless, scientists recently tested the owls' DNA. Guess what? One island's owl has markedly different DNA from its neighbor. They'll now be catalogued as two species: Madagascar scops owl and Anjouan scops owl.

Briefly, here's how scientists use DNA tests: The DNA molecule is shaped like a twisted rope ladder it's often called a double helix. The "rungs" of the ladder consist of four chemical compounds called base pairs. If the genetic codes spelled out in the base pairs don't match closely enough between two animals that may look like twins, scientists conclude they've found a new or distinct species.

South America's four-eyed opossums, for example, are now divided into as many as four different species. "Fifty years ago, scientists took things that were different and threw them together," Niles Eldredge says. "Today the trend is to split them back up."

Biologists in search of new species are racing against time. Their mad dash to identify new species and protect them may not come fast enough to save their discoveries from extinction. Many species--like the saola, a wild ox found seven years ago on the border of Laos and Vietnam--are threatened as soon as they're discovered because their habitats are disappearing. "When you clearcut a forest, you don't know what's in there," says Alonso. "One hundred species can be wiped out in a day."

The natural extinction rate that existed for millions of years before humans evolved claimed about two species per year. Today, 1,000 species vanish each year, according to the World Conservation Union.

"We have reason to be worried," says ornithologist Tom Schulenberg of Chicago's Field Museum.

PIRANHA * FOUND: 1996 * WHERE: Bolivia * SIZE: 22 centimeters * FAST FACT: Young piranhas eat floating fruits and seeds. Adults use razor-sharp teeth to devour fish flesh.

SAOLA * FOUND 1992 * WHERE: Laos and Vietnam * SIZE: 1 meter * FAST FACT: May be missing link that reveals how buffalo, cattle, and spiral-horned antelope evolved.

ZOG-ZOG * FOUND: 1997 * WHERE: Brazil * SIZE: 40 centimeters long, from head to tail * WEIGHT: 1 kilogram * FAST FACT: Couples sing a throaty duet. One of four new monkey species found in a single year in the Amazon region.

PLAND HOOPER * FOUND: 1995 * WHERE: Ecuador * SIZE * 2.5 centimeters * FAST FACT: Sucks sap from leaves and stores it in its upturned snout

SANGHA FOREST ROBIN * FOUNDl 1996 * WHERE: The Central African Republic * SIZE: 8 centimeters * FAST FACT: Ornithologists examined 300 specimens from 89 areas at seven museums before declaring this robin a new species.

AXELROD: FOUND: 1988 * WHERE: Pacific Ocean near New Guinea * SIZE 5 centimeters * FAST FACT: This slime scraper spends its whole life inside coral-reef crevices

BLACK-HEADED SAGUE DWARF * FOUND: 1996 * WHERE: Brazil * WEIGHT: 187 grams * FAST FACT THE average adult measures just 10.1 centimeters, making it the second-smallest monkey ever found.


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