Nova studija koju je vodio istraživač sa Državnog univerziteta Mičigen Piter Vilijams baca svetlo na dubok uticaj duboke geografske izolacije na evoluciju sisara. Objavljeno u Nature Communications, istraživanje otkriva kako je dugotrajna odvojenost između kontinenata oblikovala različite zajednice sisara širom sveta.
„Današnja ekologija nije bila neizbežna. Da su davno postojali različiti izolacioni faktori, danas bismo mogli imati znatno različite ekosisteme“, rekao je Piter Vilijams, vodeći autor studije. Vilijams je naučni saradnik na odseku za integrativnu biologiju i postdoktorski istraživač u programu Ekologija, evolucija i ponašanje, ili EEB, MSU.
Dok su faktori životne sredine poput klime i vegetacije dobro poznati pokretači biodiverziteta, nova studija naglašava ključnu ulogu koju je izolacija igrala za sisare.
„Pomislite na sisare koji žive na drveću“, rekao je Vilijams. „Uprkos sličnoj klimi, naći ćete koale u Australiji i veverice u Španiji.“
Međutim, ono što nećete naći su koale koje su poreklom iz Španije ili veverice poreklom iz Australije.
„Ta razlika potiče od duboko ukorenjene geografske izolacije i divergentnih evolucionih puteva davno“, rekao je Vilijams.
Sa ovom novom perspektivom, nalazi ovog istraživanja ne zadovoljavaju samo radoznalost o tom prirodnom svetu. Izveštaj ima značajne implikacije na napore očuvanja i savremena ekološka pitanja.
„Razumevanjem kako je istorijska izolacija oblikovala biodiverzitet, možemo steći dragocene uvide u delikatnu ravnotežu ekosistema i razviti strategije za zaštitu biodiverziteta u regionima sa jedinstvenom evolucionom istorijom“, rekao je Vilijams.
„U ekologiji, čak i hiperlokalni problemi moraju da uključe regionalne, kontinentalne ili čak globalne procese – vremenske obrasce, okeanske struje ili, u ovom slučaju, duboko ukorenjene geografske barijere“, rekla je Elise Zipkin, koautor studije i vanredni profesor integrativna biologija. Ona je takođe rukovodilac Zipkin kvantitativne ekološke laboratorije i direktor EEB-a. „Svi oni utiču na današnji svet prirode.“
Studija koristi novi pristup za analizu biogeografske izolacije, uključujući kontinuiranu meru nazvanu „filobetadiverzitet“, koja kvantifikuje zajedničku evolucionu istoriju, rekao je Vilijams. Na primer, filobetadiverzitet bi bio nizak kada bi se uporedio Mičigen sa nekim u Evropi gde je takođe dom jelena, zečeva, veverica i slično, rekao je on.
„Čak i ako nisu iste vrste, postoji mnogo zajedničke evolucione istorije na nivou zajednice“, rekao je Vilijams.
Mičigen i Australija bi bili na suprotnom kraju spektra filobetadiverziteta.
„Australija ima uglavnom torbare, dok u Mičigenu nemamo nijednog torbara osim oposuma“, nastavio je on. „Postoji vrlo malo zajedničke evolucione istorije na nivou zajednice.“
Korišćenje filobetadiverziteta daje nijansiranu sliku o tome koliko su različiti regioni istorijski bili povezani.
„Izolovani regioni poput Australije i Madagaskara sadrže skupove sisara koji su mnogo manje raznoliki nego što se očekivalo samo na osnovu okruženja i ti sisari poseduju jedinstvene kombinacije funkcionalnih osobina, odražavajući različite evolucione puteve kojima su krenuli“, rekao je Vilijams. „Fascinantna je ideja da obrasci biodiverziteta koje vidimo u današnjem svetu nisu bili neizbežni.
Čini se da je ključni faktor u biodivergenciji za izolovane sisare trajanje izolacije.
Regioni poput Australije, izolovani 30-35 miliona godina, imali su dovoljno vremena da se razviju jedinstvene loze sisara. Nasuprot tome, kontinenti kao što su Severna i Južna Amerika, koji su nekada bili razdvojeni, ali ponovo povezani tokom Velike američke biotičke razmene pre 2,7 miliona godina, pokazuju više konvergencije u svojim zajednicama sisara, sa sličnim klimama koje biraju za slične funkcionalne osobine.
Iako je evolucija sisara bila pod velikim uticajem izolacije kopnenih masa, studija pokazuje da su ptice reagovale sasvim drugačije.
Ptice, sa svojom većom sposobnošću da lete na velike udaljenosti, mogu lakše da prevaziđu geografske barijere. Ovo stalno kretanje i mešanje populacija ptica širom kontinenata dovelo je do homogenizacije ptičjih zajednica na globalnom nivou, pri čemu faktori životne sredine igraju jaču ulogu u oblikovanju njihove raznolikosti.
Zanimljivo, slepi miševi su ispričali sasvim drugu priču. Kao jedina grupa letećih sisara, slepi miševi na zapadnoj hemisferi, kao što su slepi miševi vampiri i slepi miševi koji se hrane ribom, pokazuju mnogo veći stepen funkcionalne raznolikosti u poređenju sa svojim kolegama na istočnoj hemisferi. Ovo, sugerišu istraživači, verovatno je posledica njihovih nezavisnih evolucionih putanja oblikovanih dugotrajnim razdvajanjem oblika reljefa u različitim regionima.
Za razliku od drugih sisara, većina slepih miševa nije imala hladnu toleranciju da pređe preko kopnenog mosta Beringije koji je davno povezivao Aljasku i Sibir, što je dovelo do njihove kontinuirane izolacije i modernih divergentnih vrsta širom hemisfera.
Tim u laboratoriji Zipkin ima za cilj da nastavi ovu liniju istraživanja, sprovodeći dodatne studije kako bi se dalje istražile istorije sisara i kako su biogeografske podele oblikovale biotu na našoj planeti.
„Ovo je samo početak našeg puta ka dubljem razumevanju sveta oko nas“, rekao je Zipkin.
