Kako organizmi uspijevaju evoluirati i prilagoditi se okolišu?
Zašto su organizmi tako nevjerojatno dobri u evoluciji kako bi se suočili s izazovima okolice? Ovo pitanje znanstvenici postavljaju već dugo vremena, a odgovori nisu uvijek jasni. Međutim, nova studija sugerira da bi evolucija mogla biti proces koji se može razvijati.
Kako život uspijeva u nepodobnim uvjetima?
Život je pronašao načine kako se razvijati čak iu ekstremnim uvjetima, poput onih koji su trenutno podložni brzim ekološkim promjenama. Primjerice, mikrobi su postali iznimno spretni u sticanju antimikrobne otpornosti. Virusni patogeni poput SARS-CoV-2 i ptice gripe (H5N1) posebno su zanimljivi zbog svoje sposobnosti prilagodbe promjenama u imunološkim sustavima njihovih domaćina.
“Život zaista, zaista dobro rješava probleme. Ako pogledate oko sebe, postoji toliko raznolikosti u životu, a sve te stvari potječu od zajedničkog pretka, što mi se čini iznenađujućim,” objasnio je evolucijski biolog Luis Zaman, voditelj studije i docent na Sveučilištu u Michiganu. “Zašto je evolucija tako kreativna? Može se činiti da je ta sposobnost nešto što je evoluiralo samo po sebi.”
Što je evolvabilnost?
Pitanje evolvabilnosti nekog organizma donekle je složeno jer nije lako mjerljivo. Evolucija može proizaći iz mutacija koje povećavaju prilagodljivost vrste tijekom vremena, dajući joj veće šanse za preživljavanje. No, evolvabilnost nije isto što i prilagodljivost – ona se više odnosi na potencijal vrste da stekne prilagodljivost u budućnosti.
“Ova forward-looking osobina evolvabilnosti čini je spornom,” dodao je Zaman. “Smatrali smo da je to važno. Znamo da se to događa. Međutim, zašto i kada se to događa, nije nam posve jasno. Pokušavali smo ustanoviti možemo li vidjeti evoluciju evolvabilnosti u realističnijem računalnom modelu?”
Računalni model i eksperimenti
Kako bi to proveli, Zaman i njegovi suradnici stvorili su računalni model koristeći okvir pod nazivom Avida, koji je imao skup nagrađenih logičkih funkcija. Ove funkcije se mogu razumjeti kao crvene i plave bobice, koje mogu biti korisne ili otrovne u određenim okruženjima. Na primjer, u jednom od modeliranih okruženja, crvene bobice su korisne, dok su plave otrovne, a u drugom je obrnuto.
- Stabilno okruženje: U jednom scenariju, okruženje je ostalo konstantno, što je značilo da se populacija nije kretala prema novim izvorima hrane.
- Ciklična okruženja: U drugom scenariju, populacija je bila prisiljena prelaziti između crvenih i plavih bobica, čime su se uspješno prilagodili promjenama.
Utjecaj vremena na evolvabilnost
Istraživači su također mijenjali učestalost ciklusa između okoliša, od jednog do stotina generacija. Zanimljivo je da su otkrili da ako se okoliš mijenja prebrzo, tada nije zabilježen porast evolvabilnosti. Međutim, čak i s relativno dugim ciklusima, evolvabilnost se može razvijati i održavati.
“Kada populacija postigne tu evolvabilnost, čini se da je ne mogu izgubiti kroz buduće evolucije,” dodao je Zaman. To sugerira da, kada evolucija postane bolja u evoluciji, vjerojatno neće nestati.
Zaključak
Ova studija, objavljena u časopisu PNAS, otvara nova vrata razumijevanju kako organizmi evoluiraju i prilagođavaju se u dinamičnim i često izazovnim uvjetima. Evolvabilnost je ključni faktor u opstanaku i uspjehu vrsta, a njeno daljnje istraživanje će zasigurno donijeti dodatne uvide u neizmjernu sposobnost života da se prilagodi i preživi.
