Planter på Galápagos viser parallel evolution via forskellige gener

Galápagosøerne er fortsat et centralt knudepunkt for botanisk og evolutionær forskning. Forskere fra blandt andet NTNU har undersøgt den hurtige udvikling hos planteslægten Scalesia, også kendt som kæmpemargeritter. Resultaterne blev publiceret i forskningsartiklen i Nature Communications i 2023.

Professor Michael D. Martin udtaler om opdagelsen: ‘More than 150 years after Darwin’s work on the Galápagos transformed our understanding of life on Earth, these islands continue to reveal new biology’. Denne udtalelse understreger øgruppens vedvarende videnskabelige betydning i biologien.

Scalesia-slægten er relativt ung, da dens arter alle er opstået inden for den seneste million år. Alligevel har planterne formået at tilpasse sig vidt forskellige miljøer, lige fra fugtige skove i højlandet til varme og tørre kystområder, hvilket viser en enorm biologisk overlevelsesevne.

Forsker Vanessa Bieker forklarer: ‘Just like Darwin’s famous finches, these plants evolved rapidly after arriving on the Galápagos from mainland South America’. Udviklingen foregår med høj hastighed. Den genetiske rejse kan sammenlignes med bilister, der tager forskellige ruter for at nå præcis den samme destination.

Disse planter udviser utroligt stor variation i deres fysiske form. Som forsker Martin noterer i teksten: ‘The appearance of different species varies dramatically, from low shrubs to tall trees. Most striking are the leaves, which range from large and entire to small and deeply lobed’.

Forskningen afslører, at fligede blade begrænser vandtab og afgiver varme effektivt i tørre miljøer. Bieker forklarer dette genetiske fænomen: ‘Even more surprising was that each time this trait evolved, it did so through different genes — even though all of them belong to the same biological system controlling leaf development’.

Evolutionen arbejder gennem komplicerede netværk. Bieker uddyber: ‘This provides a clear example of parallel evolution: nature arriving at the same solution multiple times, but through different genetic pathways. Instead of being controlled by a single ‘master gene’, evolution appears to draw on an entire network of interacting genes, tweaking different components to produce similar outcomes.’

Baseret på dataene kan man logisk udlede, at stigende globale temperaturer fremover vil presse planter med hele blade til naturligt at udvikle savtakkede strukturer for at undgå overophedning. Dette svarer til, hvordan mennesker skifter fra lukkede vinterjakker til løst, åndbart sommertøj under en hedebølge for at lade huden frigive kropsvarme mere effektivt.

Genetikken antyder klart, at udviklingshistorien for Scalesia slet ikke er afsluttet. Martin påpeger: ‘Populations within the same species show large genetic differences and have been isolated from one another for long periods. This means new species may be in the process of forming. Many Scalesia populations may represent distinct evolutionary lineages that have not yet been formally described’.

Opdagelsen giver videnskaben et betydeligt skarpere billede af, hvordan komplekse biologiske træk gentagne gange kan opstå uafhængigt. Som Vanessa Bieker afsluttende udtrykker det om de fascinerende genetiske resultater: ‘Our findings highlight the flexibility and creativity of evolution’.

Ofte stillede spørgsmål

Hvad er parallel evolution i biologien?

Det er en proces, hvor forskellige organismer uafhængigt af hinanden udvikler lignende fysiske træk for at overleve i sammenlignelige miljøer.

Hvorfor udvikler nogle planter takkede blade?

Takkede eller fligede blade kan hjælpe planter med at regulere temperatur og minimere vandtab, især i meget tørre og varme klimaer.

Hvordan fungerer et genetisk netværk i planter?

Frem for at et enkelt gen styrer en egenskab, arbejder en hel gruppe af gener sammen, og ændringer i forskellige dele kan skabe det samme fysiske resultat.