'Versi up-tempo dari evolusi Darwinian': Bagaimana pembekuan mega di Florida mungkin telah menyebabkan ularahan Burma berevolusi dengan kecepatan cepat yang menyilaukan
Lima belas tahun yang lalu, snap dingin membekukan banyak satwa liar Florida hingga mati – termasuk banyak ular sanca Burma invasif negara bagian (Python bivittatus). Tapi dalam kutipan ini dari “Slither: Bagaimana makhluk alam paling difitnah menerangi dunia kita“(Gand Central Publishing, 2025), penulis sains Stephen Hall mengungkapkan bahwa subset dari ularahan ini secara genetik cenderung bertahan dari dingin, mengatur panggung untuk evolusi cepat yang dapat membantu ular invasif menyebar lebih jauh ke Amerika Utara.
Pada awal Januari 2010, pembekuan dalam yang bersejarah dan berkepanjangan melanda seluruh Amerika Serikat bagian tenggara, mencapai semua jalan ke Everglades subtropis. Suhu melayang sekitar 50 derajat Fahrenheit (10 derajat Celcius) selama 48 jam; Pada 11 Januari, termometer di Florida Selatan turun serendah 24,8 F (minus 4 C). Kebanyakan orang mengingatnya, jika sama sekali, untuk iguana beku itu keluar dari pepohonan dan foto pohon jeruk terbungkus esseperti beberapa karnaval musim dingin Minnesota buron yang diselundupkan ke selatan yang dalam.
Tetapi bagi para ahli satwa liar dan spesies invasif, pembekuan besar menandai dimulainya percobaan besar yang tidak direncanakan.
Dampak langsung pada populasi Python Burma jelas. Bangkai ular mati berserakan; Spesimen beku muncul di liang bawah tanah; Lebih jauh ke utara di Carolina Selatan, di selungkup Python “Where's Waldo” yang terkenal, semua 10 ular binasa selama snap dingin regional.
Peneliti dikaitkan Misa mati untuk “perilaku maladaptif,” yang berarti banyak ular mencoba berjemur di atas tanah di bawah sinar matahari meskipun suhu yang dingin, daripada mencari tempat berlindung termal di bawah tanah atau liang akuatik. Python “pemindahan”-ditangkap oleh pemburu, yang berfungsi sebagai indikasi kasar populasi umum-telah memuncak pada 2009 di Taman Nasional tetapi anjlok hampir lima kali lipat dalam dua atau tiga tahun berikutnya. Semuanya tampak seperti kabar baik, pada awalnya.
Tetapi jumlah populasi masih kurang, dan “model” masih hanya model. Gen Di situlah karet biologi memenuhi jalan tantangan lingkungan, dan ini adalah saat para ahli genetika memasuki cerita. Mereka kurang tertarik pada banyak ular yang telah mati, dan lebih tertarik pada beberapa yang telah bertahan.
Seperti semua ular, ular sanca Burma adalah ectotherm-mereka mengandalkan kehangatan dari lingkungan karena mereka tidak menghasilkan panas metabolisme mereka sendiri-sehingga mereka harus mengembangkan trik biologis dalam perilaku mereka atau dalam ketahanan fisiologis mereka dalam menghadapi dingin yang mengancam jiwa untuk bertahan hidup dari peristiwa pembekuan yang tidak terjadi dalam jangkauan asal mereka. Seperti yang dikatakan oleh Tinjauan Survei Geologi Amerika Serikat (USGS), “Beberapa bagian dari populasi Florida selatan selamat dari” acara 2010, “dan ular -ular ini dan keturunannya membentuk populasi saat ini.”
Pada 2014, jumlah pemindahan Python di Taman Nasional Everglades telah kembali ke tingkat pra-beku. Dalam bahasa genetika, pembekuan 2010 adalah “acara bottleneck” – hanya beberapa yang diperas dan selamat. Tetapi orang -orang yang melakukan, dalam pengertian Alkitab, pergi dan berlipat ganda.
Dimulai sekitar tahun 2015, beberapa peneliti yang mempelajari genom ularahan untuk memahami metabolisme mereka menjadi penasaran tentang efek setelah pembekuan besar. Kartu Daren Dan Todd Castoe dari University of Texas di Arlington bekerja sama Maggie Hunter dari kantor USGS di Fort Lauderdale untuk mencari bukti apa yang disebut adaptasi cepat, yang mungkin dianggap sebagai versi up-tempo dari Evolusi Darwinian.
Mereka memeriksa DNA dari ular yang selamat ini untuk melihat apakah ada petunjuk genetik mengapa ular piton tertentu mampu menahan pembekuan panjang; Lebih tepatnya, mereka membandingkan DNA ular python yang hidup sebelum peristiwa pembekuan dengan DNA ularahan yang selamat untuk melihat apakah mereka dapat mengidentifikasi perbedaan yang mungkin menjelaskan ketahanan para penyintas di tingkat molekuler.
Jawaban yang pendek dan mengganggu (walaupun tidak pasti) adalah: ya.
Ternyata para penyintas tampaknya berbagi perubahan genetik di bidang genom mereka yang diketahui mengendalikan perilaku dan metabolisme termoregulasi. “Kami melihat banyak hal yang secara kebetulan tumpang tindih dengan banyak jenis jalur dan gen yang sama dengan yang kami pelajari secara paralel, dengan cara yang jauh lebih terkontrol, menggunakan lebih banyak percobaan laboratorium dalam karya Todd tentang ular piton Burma,” kata Card kepada saya. “Ketika kami menggali mereka, kami mulai melihat banyak gen yang terlibat dalam hal -hal seperti toleransi termal.”
Temuan, Diterbitkan pada 2018menyarankan agar para penyintas berbagi variasi dalam susunan genetik mereka yang tampaknya memberikan toleransi dingin yang lebih besar dan fleksibilitas metabolisme yang lebih besar – dua sifat yang telah diselidiki oleh Castoe's Lab sejak 2011. Ular -ular ini lebih cenderung secara perilaku untuk mencari perlindungan di refugia bawah tanah untuk bertahan lebih lama Dan perubahan metabolisme tampaknya mendukung perilaku yang mendorong makanan yang lebih kecil dan lebih sering – adaptasi yang baik terhadap realitas ekologis yang, setelah telah menghancurkan populasi mamalia besar di Everglades, Python mungkin perlu memodifikasi diet mereka.
Ini bukan berita definitif – penelitian ini kecil, tidak ada yang (secara mengejutkan) telah menindaklanjutinya, dan, seperti yang dikatakan Card, para peneliti masih hanya memiliki pandangan dari 30.000 kaki dari apa yang terjadi pada tingkat genetik dalam ular piton yang selamat dari pembekuan besar. Apapun itu, perubahan genetik – atau, lebih tepatnya, pilihan Untuk gen yang meningkatkan kelangsungan hidup – tampaknya telah terjadi dengan sangat cepat. Dan itu, mungkin, berita yang sangat buruk. Ini menunjukkan bahwa ular -ular sedang bergerak, secara genetik maupun secara geografis.
Implikasinya adalah bahwa pembekuan 2010 bertindak sebagai peristiwa seleksi yang besar, seperti yang dikatakan oleh para ahli biologi evolusi – stres lingkungan yang begitu mengerikan, sangat ekstrem, sehingga memiliki efek dari orang -orang yang menampi dengan cepat memegang tangan genetik yang buruk dan “memilih” yang beruntung yang memegang tangan genetik yang menang.
Pembekuan memusnahkan individu yang rentan terhadap suhu dingin dan orang-orang terpilih yang memiliki, pada tingkat genetik, beberapa bentuk kerugian dingin. Gen -gen itu mungkin diturunkan – segera, gegabah dan tentu saja, secara samar – kepada ratusan keturunan mereka.
Saran adaptasi cepat dalam populasi Python Burma di Florida sekali lagi bertentangan dengan gagasan tradisional kita tentang evolusi Sebagai proses glasial seleksi genetik dan penyempurnaan yang membutuhkan ribuan tahun, ribuan tahun dan zaman geologis. “Kami biasanya menganggap evolusi sebagai hal yang umumnya terjadi pada skala waktu yang cukup lama, pada urutan beberapa generasi di ujung rendah hingga berpotensi ribuan hingga jutaan tahun,” kata Card. “Saya pikir dengan banyak alat yang telah kami kembangkan baru -baru ini, terutama dalam hal -hal seperti genomik, orang -orang telah melihat dengan lebih cepat seberapa cepat evolusi dapat terjadi … dan umumnya, ketika Anda melihat hal yang ekstrem seperti itu terjadi, itu benar -benar menunjukkan bahwa ada pilihan yang sangat kuat. Sesuatu terjadi.”
Faktanya, Castoe percaya Impor begitu banyak ular ular Dari begitu banyak daerah yang berbeda di Asia – semua pengemasan di bagasi biologis mereka berbagai varian genetik, yang dikenal sebagai alel, untuk perjalanan mereka ke Amerika Utara – mengatur tabel untuk adaptasi genetik yang cepat. Seperti yang dikatakan Castoe: “Jika Anda memiliki jumlah variasi genetik yang baik, diberi pilihan yang kuat, ini bisa terjadi dalam sekejap. 'Jika saya punya alel, apa yang saya tunggu? Saya tidak menunggu apa -apa!'”
Pada saat Sekitar 40% Orang Amerika tidak menerima gagasan evolusi, ular -ular yang selamat dari pembekuan besar di Florida tampaknya percaya bahwa 100%. Pesan genomik yang dibawa pulang dari ular adalah bahwa evolusi itu nyata, itu tampaknya terjadi dengan kecepatan yang sangat cepat, dan berpendapat bahwa snap dingin 2010 mungkin telah menciptakan subset ular piton yang lebih mampu bertahan dari suhu dingin-dan dengan demikian lebih baik beradaptasi untuk menyebar di luar batas utara dari kisaran saat ini.
Dikutip dari Slither: Bagaimana makhluk alam paling difitnah menerangi dunia kita © 2025 Stephen S. Hall dan dicetak ulang dengan izin dari Grand Central Publishing/Hachette Book Group.
