Μπορούν τα είδη του Ηρακλή να εξελιχθούν αρκετά για να επιβιώσουν καθώς ο πλανήτης θερμαίνεται;

Για πρώτη φορά, έχουμε δει είδη που ανακάμπτουν από την ταχεία εξελικτική πτώση λόγω των ακραίων καιρικών συνθηκών. Μπορούν αυτά τα μεσαία είδη, τα οποία επηρεάζονται όλο και περισσότερο από πτητικές θερμοκρασίες και άλλες δύσκολες συνθήκες, να προσαρμοστούν καθώς ο πλανήτης θερμαίνεται;

Είναι σαφές ότι η εξέλιξη έχει σώσει αμέτρητα είδη από την κλιματική αλλαγή του παρελθόντος. Τα τελευταία μισό δισεκατομμύριο χρόνια, τα μέρη στη Γη ποικίλουν από πολύ θερμότερα από ό,τι είναι τώρα – μέχρι κροκόδειλους στην Αρκτική – έως πολύ πιο κρύα. Τα φυτά και τα ζώα έπρεπε να προσαρμοστούν για να ζουν και να μεταναστεύουν με την αλλαγή του κλίματος.

Αλλά είναι μια διασκεδαστική στιγμή. Μέχρι στιγμής, η πιο ταχεία κλιματική αλλαγή που γνωρίζουμε ήταν το θερμικό άκρο Παλαιόκαινου-Ηώκαινου, που συνέβη πριν από περίπου 56 εκατομμύρια χρόνια, όταν οι θερμοκρασίες αυξήθηκαν κατά 5°C σε 8°C σε μια περίοδο περίπου 20.000 ετών. Οι θερμοκρασίες θα μπορούσαν ήδη να αυξηθούν περισσότερο από 4°C μέχρι το τέλος του αιώνα. Μπορεί πραγματικά η ανάπτυξη να κάνει τη διαφορά σε τόσο σύντομο χρονικό διάστημα;

Η απάντηση σε αυτό είναι σίγουρα ναι, τουλάχιστον για οργανισμούς με μικρές γενιές. Τα τελευταία στοιχεία προέρχονται από ένα άγριο φυτό που ονομάζεται κόκκινος πίθηκος.Cardinal mimulus) που αναπτύχθηκε ως αποτέλεσμα της μεγάλης ξηρασίας που έπληξε την Καλιφόρνια μεταξύ 2012 και 2015.

Ντάνιελ Άνστετ στο Πανεπιστήμιο Cornell στην πολιτεία της Νέας Υόρκης και οι συνάδελφοί του άρχισαν να μελετούν τις ομοιόμορφες χλωρίδες το 2010, αξιολογώντας πόσο καλά τα πήγαιναν τα φυτά σε διάφορες τοποθεσίες σε όλο το φάσμα τους κάθε χρόνο και λαμβάνοντας δείγματα για προσδιορισμό αλληλουχίας DNA.

Τα λουλούδια μαϊμού είναι φυτά που αγαπούν το νερό που ζουν κατά μήκος των ρυακιών, λέει ο Anstett, επομένως έχουν πληγεί σκληρά από την ξηρασία. Αν έβαζες ένα σε μια γλάστρα και δεν το πότιζες για λίγες μέρες, απλά θα πέθαινε, είπε.

Μάλιστα, σκοτώθηκαν τρεις κάτοικοι της περιοχής. Αλλά πολλά από αυτά που επέζησαν φαίνεται ότι ανέπτυξαν ανοχή στην ξηρασία κατά τη διάρκεια τριών ετών, με πολλές αλλαγές σε μέρη του γονιδιώματος που σχετίζονται με κλιματικές προσαρμογές – και αυτά τα είδη ανέκαμψαν πολύ γρήγορα μετά την ξηρασία.

Αυτό αποκαλούν οι βιολόγοι εξελικτική απελευθέρωση – επιζώντα απειλούμενα είδη μέσω της ταχείας εξέλιξης. Έχει αποδειχθεί σε πολλά εργαστήρια, αλλά ο Anstett επισημαίνει ότι αυτή είναι η πρώτη φορά που συμβαίνει στη φύση.

«Είναι πολύ δύσκολο να δείξεις ότι χρειάζεσαι και τα τρία», είπε, επισημαίνοντας ότι ένας πληθυσμός μειώνεται λόγω απειλών, ότι έχει προσαρμοστεί γενετικά ως απάντηση και ότι οι γενετικές αλλαγές του επιτρέπουν να ανακάμψει.

Υπάρχουν πολλά παραδείγματα πιθανών εξελικτικών προσαρμογών, όπως οι βασικοί λίθοι στα Γκαλαπάγκος που αλλάζουν ως απάντηση στην ξηρασία, οι διάβολοι της Τασμανίας που εξελίσσονται ως απάντηση στον μεταδοτικό καρκίνο, τα παράσιτα που αναπτύσσουν αντοχή στα φυτοφάρμακα και οι φάλαινες δολοφόνοι που προσαρμόζονται για να αντέξουν την ακραία ρύπανση στα ποτάμια των ΗΠΑ. Αλλά οι βιολόγοι δεν μπορούσαν να δέσουν και τα τρία κουτιά μαζί σε αυτές τις περιπτώσεις, είπε ο Anstett.

«Αυτός ο τρίτος σύνδεσμος είναι να δείξει ότι ένα είδος μπορεί να αναπτυχθεί γρήγορα, κάτι που δεν έχει ξαναγίνει στην κλίμακα ενός ολόκληρου είδους», λέει.

Αντρέας Στόρφερ Το αναγνωρίζει αυτό στο Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον, που μελετά τους διαβόλους της Τασμανίας. «Προφανώς, έχουμε δείξει ταχεία εξέλιξη στους διαβόλους της Τασμανίας», λέει ο Storfer. «Αλλά με τα διαθέσιμα στοιχεία, δεν μπορούμε να το συνδέσουμε με τη δημογραφική ανάκαμψη».

Όλα αυτά είπε, η “τριετής ξηρασία” είναι ο καιρός, όχι ο καιρός. «Η επίδειξη προσαρμογής στην κλιματική αλλαγή θα πάρει κάποιο χρόνο», λέει ο Storfer.

Με άλλα λόγια, το γεγονός ότι οι μαϊμούδες των λουλουδιών μπόρεσαν να επιβιώσουν από την εξέλιξη της ακραίας ξηρασίας δεν σημαίνει απαραίτητα ότι θα είναι σε θέση να ανεχθούν την εξέλιξη κατά τη διάρκεια ενός αιώνα ή περισσότερο με ταχέως αυξανόμενες θερμοκρασίες και όλο και πιο ακραίες καιρικές συνθήκες. «Αποτρέπει την τελευταία ξηρασία που έχουμε δει», είπε ο Anstett.

Επιπλέον, όταν οι πληθυσμοί μειώνονται, χάνουν τη γενετική ποικιλότητα, το καύσιμο για την εξέλιξη. Εάν ο πληθυσμός πλήττεται επανειλημμένα σκληρά για σύντομο χρονικό διάστημα, η ικανότητά του να εξελίσσεται μειώνεται κάθε μέρα.

Επομένως, καθώς η υπερθέρμανση του πλανήτη συνεχίζεται, οι απειλές θα αυξάνονται μέρα με τη μέρα, αλλά η ικανότητα του είδους να εξελίσσεται θα μειώνεται. Τα είδη με γενιές μεγάλης διάρκειας και μεγάλης διάρκειας έχουν τη μικρότερη ικανότητα να ξεκινήσουν την ταχεία εξέλιξη.

Ωστόσο, ο Anstett βλέπει τα ευρήματά του ως καλά νέα. «Πολλές από αυτές τις τρέχουσες προβλέψεις σχετικά με τα είδη που μειώνονται δεν λαμβάνουν υπόψη την εξέλιξη», λέει. «Αυτή είναι μια ιστορία ελπίδας».