Die Untersuchung von Meeresschnecken trägt zur Klärung der Debatte darüber bei, wie wichtige evolutionäre Übergänge zu betrachten sind

Bedeutende evolutionäre Veränderungen vollziehen sich allmählich und nicht in dramatischen „Monsterschritten“, wie Biologen herausgefunden haben, und beantworteten damit die seit langem diskutierte Frage, wie bahnbrechende Innovationen wie Flug, Sehkraft und die Geburt lebender Nachkommen entstanden sind.

Evolution ist normalerweise ein schrittweiser Prozess, der in kleinen, schrittweisen Schritten abläuft, aber gelegentlich auch bemerkenswerte neue Funktionen hervorbringt, wie etwa Federn, die es Vögeln schließlich zum Fliegen ermöglichten.

Bisher war es schwierig zu verstehen, wie diese bedeutenden evolutionären Veränderungen zustande kamen, teils, weil viele von ihnen schon vor so langer Zeit stattfanden, und teils, weil man sich kaum Zwischenstadien vorstellen kann. Einige haben vorgeschlagen, dass sie in großen Schritten auftreten, wenn Mutationen mit großer Wirkung „hoffnungsvolle Monster“ hervorbringen; andere haben argumentiert, dass Innovationen schrittweise entstehen und die natürliche Selektion Zwischenschritte begünstigt.

Durch die Gewinnung und Untersuchung vollständiger Genomsequenzen aus einer Gruppe von Meeresschnecken, die kürzlich von der Eiablage zur Lebendgeburt übergegangen sind, haben Wissenschaftler der Universität Sheffield und ihre Mitarbeiter an der Universität Göteborg und dem Institut für Wissenschaft und Technologie Österreich ist nun in der Lage, die Debatte zumindest für ein Beispiel beizulegen.

Die Studie nutzte neue Methoden, um herauszufinden, ob dieser neue Wandel im Geburtsstil schnell oder allmählich erfolgte. Diese Erkenntnisse könnten dann zur Erklärung anderer dramatischer Veränderungen in der Evolution herangezogen werden. Die Forschung wurde veröffentlicht in Wissenschaft.

Wissenschaftler konnten 50 Gene identifizieren, die perfekt mit dem Fortpflanzungsmodus zusammenhängen, und den Zeitpunkt ihrer Entstehung abschätzen. Die Ergebnisse zeigten, dass sie sich allmählich anhäuften und sich in der Vergangenheit zu unterschiedlichen Zeitpunkten ausbreiteten. Dies zeigt, dass sich Innovation schrittweise und nicht in einem einzigen Evolutionsschritt entwickeln kann.

Professor Roger Butlin von der School of Biosciences der University of Sheffield sagte: „Es ist wichtig, den evolutionären Ursprung wichtiger Innovationen zu verstehen, da sie den Verlauf der Evolution dramatisch verändern können, beispielsweise als die Lebendgebärung zur Diversifizierung von Säugetieren führte oder Federn halfen.“ Vögel entwickeln den Flug. Bisher gab es jedoch nur wenige Möglichkeiten, diese zu untersuchen, vor allem weil die meisten evolutionären Veränderungen schon vor so langer Zeit stattgefunden haben.

„Durch die Entdeckung und Untersuchung des jüngsten evolutionären Wandels in der Art und Weise, wie Meeresschnecken gebären, sind wir nun in der Lage, diese großen Veränderungen zu verstehen und unsere Methoden auf viele andere evolutionäre Veränderungen anzuwenden.“

Er fügte hinzu: „Unsere Ergebnisse werden die Art und Weise verändern, wie Biologen große evolutionäre Übergänge betrachten, indem sie den Fokus von großen Evolutionssprüngen auf das Verständnis der fortschreitenden Vorteile kleiner evolutionärer Schritte verlagern. Sie werden auch anderen dabei helfen, die genetischen und historischen Grundlagen anderer adaptiver Merkmale zu analysieren.“ , was wichtig ist, wenn viele Organismen gezwungen sind, sich schnell an eine sich verändernde Welt anzupassen.“

Das Team plant nun, die Funktionen der von ihnen identifizierten Gene zu untersuchen, um die Abfolge der Evolutionsschritte zu verstehen, die zur Lebendgeburt führten. Sie hoffen auch, dass ihre Methoden auf andere Arten der Anpassung angewendet werden können, einschließlich Dingen wie der thermischen Toleranz, die sich weiterentwickeln muss, wenn einige Arten den Klimawandel überleben wollen.