Studi Yale menunjukkan bahwa evolusi dapat diprediksi

Evolusi mungkin kurang acak dari yang kita duga.

Evolusi telah lama dipandang sebagai proses yang relatif acak, di mana fitur spesies dibentuk oleh mutasi acak dan faktor lingkungan sehingga sebagian besar tidak dapat diprediksi.

Tetapi tim ilmuwan internasional yang dipimpin oleh peneliti dari Universitas Yale Dan Universitas Columbia Ditemukan bahwa garis keturunan tanaman tertentu secara mandiri mengembangkan tiga jenis daun serupa yang sering ditemukan di tempat-tempat pegunungan yang tersebar di daerah tropis modern.

Penelitian tersebut mengungkapkan contoh pertama pada tanaman dari “radiasi berulang,” evolusi berulang dari bentuk serupa di berbagai daerah. Temuan ini memunculkan kemungkinan bahwa evolusi tidak selalu merupakan proses yang acak dan dapat diprediksi.

Studi ini baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal Lingkungan alam dan evolusi.

Jenis daun serupa berevolusi secara independen dalam tiga spesies tanaman yang ditemukan di hutan awan Oaxaca, Meksiko, dan tiga spesies tanaman di lingkungan serupa di Chiapas, Meksiko. Contoh evolusi paralel ini adalah salah satu dari banyak yang ditemukan oleh para ilmuwan yang dipimpin oleh Universitas Yale dan menyarankan bahwa evolusi dapat diprediksi. Kredit: Universitas Yale

“Hasilnya menunjukkan bagaimana evolusi sebenarnya dapat diprediksi, dengan organisme yang tumbuh bersama dan seleksi alam untuk menghasilkan bentuk yang sama berulang-ulang dalam kondisi tertentu,” kata Michael Donoghue, profesor emeritus ekologi dan biologi evolusi dari Universitas Yale. “Mungkin biologi evolusioner bisa menjadi ilmu yang jauh lebih prediktif daripada yang pernah kita bayangkan.”

Tim peneliti meneliti genetika dan morfologi subspesies Viburnum, genus tanaman berbunga yang mulai menyebar di Amerika Tengah dan Selatan dari Meksiko sekitar 10 juta tahun yang lalu. Donoghue melakukan penelitian pada kelompok botani ini untuk gelar Ph.D. Tesis di Harvard 40 tahun yang lalu. Pada saat itu, ia menganjurkan teori alternatif bahwa daun berbulu besar dan kecil, daun halus telah berevolusi di awal sejarah kelompok dan kemudian bermigrasi secara terpisah, tersebar oleh burung, melintasi berbagai pegunungan.

Namun, analisis genetik baru yang disajikan dalam penelitian ini menunjukkan bahwa dua jenis daun yang berbeda berevolusi secara terpisah dan bersamaan di masing-masing dari banyak daerah pegunungan.

“Saya sampai pada kesimpulan yang salah karena saya kekurangan data genom yang relevan pada tahun 1970-an,” kata Donoghue.

Tim menemukan bahwa satu set jenis daun yang sangat mirip berevolusi di sembilan dari 11 wilayah yang dipelajari. Namun, set lengkap spesies daun mungkin belum berkembang di tempat-tempat di mana viburnum baru saja bermigrasi. Misalnya, pegunungan Bolivia tidak memiliki spesies daun berbulu besar yang ditemukan di daerah lain yang lebih basah dengan sedikit sinar matahari di hutan awan Meksiko, Amerika Tengah, dan Amerika Selatan bagian utara.

“Tanaman ini tiba di Bolivia kurang dari satu juta tahun yang lalu, jadi kami berharap bentuk daun besar dan berbulu pada akhirnya akan berkembang di Bolivia juga,” kata Donoghue.

Banyak contoh radiasi berulang telah ditemukan pada hewan, seperti kadal anolis di Karibia. Dalam hal ini, kelompok bentuk tubuh yang sama, atau “ectomorph”, berevolusi secara independen di beberapa pulau yang berbeda. Dengan contoh botani di tangan sekarang, ahli biologi evolusioner akan mencoba untuk menemukan kondisi umum di mana prediksi yang kuat tentang lintasan evolusi dapat dibuat.

“Kerja kolaboratif selama beberapa dekade ini telah mengungkapkan sistem baru yang menarik untuk mempelajari adaptasi evolusioner,” kata Erica Edwards, profesor ekologi dan biologi evolusi di Universitas Yale dan rekan penulis penelitian. “Sekarang kami telah menetapkan pola ini, tantangan kami berikutnya adalah untuk lebih memahami signifikansi fungsional dari jenis daun ini dan struktur genetik yang mendasari yang memungkinkan kemunculannya berulang.”

Referensi: “Radiasi berulang dari massa tanaman di sepanjang kepulauan hutan awan” oleh Michael J. Cacho, Morgan K. Moglin, Jordan R. Gardner, Nora M. Heffy, Matisse Castorina, Ali Segovia Rivas, Wendy Clement, dan Erica J. Edwards, 18 Juli 2022, Lingkungan alam dan evolusi.
DOI: 10.1038 / s41559-022-01823-x