Utrolige migrasjoner i alle skalaer
Evolutionsnyheter; 19. september 2018
Oversatt herfra.
Bilde 1: Monark sommerfugl, ved liz west fra Boxborough, MA [ CC BY 2.0 ], via Wikimedia Commons .

Tenk på de enkle grunnene til at dyr migrerer frem og tilbake fra ett område til et annet. De må kanskje se etter mat. De må kanskje komme seg bort fra kulde eller varme etter som årstidene endres. De vil kanskje komme seg unna rovdyr eller parasitter. Hvis noen av disse var universelle naturlover, ville vi ikke finne så mange unntak.
Se for deg bisonen i Yellowstone som lider gjennom noen av de hardeste vintrene i Amerika, og likevel holder ut varme August-dager i sin langhårede pels, i det turister knipser bilder. Svanene blir, men tranene migrerer. Coyotene og kaninene forblir, mens deres pattedyr-søsken, elg og hjort, vandrer bort fra platået om vinteren. Noen kråker migrere, men andre gjør det ikke. Er det en design-historie i denne blandingen av fenomener?
Som vi nylig delte i et innlegg om en europeisk fugl -her, åpner teknologien nye vinduer for dyrevandrings-vaner som aldri før var mulig.

La oss begynne med å se på noen av de mer spektakulære eksemplene på dyre-olympiere:
*Tamduer kan finne hjemmet når de slippes fra en ukjent sted.
*Barstjert-spoven, en strandfugl, kan fly 11.000 km, det lengste kjente eksemplet på non-stop trekkflyvning.
*'Globe skimmer'-øyenstikkeren fullfører en 15.000 km rundtur på fire generasjoner.
*Monark sommerfugler dekker 9000 km i fire generasjoner; fargede-hun sommerfugler flyr nesten 10.000 km fra England til Afrika og tilbake.
*15 millioner frittstående flaggermus flytter opp til 1500 kilometer hvert år mellom Mexico og USA.
*Zebraer gjør den lengste vandringsmigrasjonen i Afrika: 500 km (lengre enn gnager-sykluser).
*Den arktiske ternen flyr fra pol til pol hvert år, en vandring på 50.000 km.
*Sjøskilpadder kan finne sin kleknings-strand etter 30 år borte. Loggerhead skilpadder krysser hele Stillehavet fra Australia til Sør-Amerika.
*Hvaler, tunfisk, ål og skilpadder krysser havbassenger i løpet av deres livssykluser.
*Den største biomassebevegelsen på jorden er den daglige krysningen opp og ned i havmassene fra milliarder av plankton dyr. (Cyrus Martin, Current Biology -her)

Det er mye målrettet bevegelse! Migrerende dyr kommer i alle størrelser, fra de mektigste hvalene til de minste krepsdyr i havplankton. Selv bakterier kan dekke relativt store avstander med sin flagella. I september, publiserte Current Biology -her et spesielt emne om migrasjon. Migrerende dyr forekommer i et bredt spekter av dyregrupper:
*Virveldyr: laks, ål, tunas, havskilpadder, mange fuglearter, wildebeest, zebra, hjort, flaggermus, hval
*Leddyr: sommerfugler, møll, øyestikkere
*Krepsdyr: hoppekreps og andre dyreplankton
*Planter: Frøene av planter kan "migrere" gjennom luft og vann, og noen ganger krysser hav. Det er et fascinerende emne, men denne artikkelen vil hovedsakelig fokusere på dyremigrasjon.

Mekanismer for navigasjon er også svært varierte. Bier og fluer bruker solkompass. Laks og havskilpadder styrer etter jordens magnetfelt og bruker også luktesans. Gjødselsbillene navigerer om natten via Melkveien (Current Biology-her). Fugler bruker landemerker, solvinkler og stjerner og lukttegn. Dyr og fugler kan "følge lederen", forbli hos et individ som har gjort turen før. Hvaler kan bruke infralyd. Dyrene koordinerer eksterne signaler med deres interne fysiologiske klokke; for eksempel timer monark-sommerfugler sin migrering med solens vinkel. Noen dyr, som fugler og ål, migrerer i massive flokker; Andre, som havskilpadder, tar ut alene, men ender opp sammen på samme steder.

Involvere eller utvikle seg
Kenneth Lohmann, ekspert på havskildpadder, bemerker at fjernflytting "innebærer betydelige kostnader når det gjelder energi og risiko. For at slik oppførsel skal utvikle seg, må fordelene være høye. "Selv om en stor fordel var lett å se ut, står darwinister overfor høye hindringer i å forklare spesielle tilfeller:
--Ulike arter som er nært relatert evolusjonært, og noen ganger til og med forskjellige populasjoner av samme art, utviser svært forskjellige skalaer og mønstre av migrasjon. Mye av denne variasjonen er under genetisk kontroll, men de involverte gener er stort sett ukjente. Et nytt og spirende felt av migrasjonsforskning har som mål å finne ut av den genetiske arkitekturen til migrasjon. Dette er utfordrende fordi migrering innebærer en kompleks, sammenhengende pakke med fysiologiske, morfologiske og atferds-egenskaper som er formidlet av en arvet "migrerende genpakke", som igjen kan ses som en del av et "migrerende syndrom". [Fokus lagt til.]
Noen aspekter av migrasjon ser ut til å være genetisk arvet, fordi Stillehavs-heiloen (golden plover bildet til høyre) kan finne Hawaii-øyene fra Alaska over det nakne havet, og sommerfugler kan finne de samme trærne som besteforeldrene gjorde, og aldri ha fløyet der før. Det faktum at havskilpadder kan finne sine oppvekst-områder som unge, impliserer at de er født med et arvet genetisk kart. Men ruter kan også tilpasse seg raskt til endringer i miljøet.

Lohmann påpeker to tilfeller av rask endring av arvede kart:
--Migrasjons tilpasninger oppstår og forsvinner raskt. For eksempel ble monark sommerfugler introdusert i Australia bare for et århundre siden, men har nå en migrasjon der timingen og retningen endres med 6 måneder og 180 grader i forhold til den nordamerikanske befolkningen som de antakelig stammer fra. Et annet interessant eksempel involverer sentral europeisk befolkning av en trekkfugl, munken (Sylvia atricapilla), som utviklet en ny migreringsrute til de britiske øyer på bare tre tiår. Retningen for første migrering ser ut til å være kodet av maksimalt noen få gener, og den nye ruten ser ut til å være basert på en ny, genetisk programmert orienteringspreferanse som sprer seg raskt gjennom populasjonen.

Evolusjon: Forklaring eller antagelse?
De fleste av artiklene i denne spesielle utgaven av Current Biology påkaller uttrykket "har utviklet seg" som en tryllestav, og aldri forklart hvordan tingene utviklet seg. Annet enn å påstå at migrasjon " har utviklet seg gjentatte ganger i mange arter som okkuperer ulike økologiske nisjer," har Lohmann lite å si om evolusjonen. Migrasjon kan holde parasitter fra å utvikle mer virulente former, sier han og kan øke helsen til den migrerende befolkningen. men bortsett fra disse forslagene, gir han ingen forklaring på opprinnelsen til presisjonsmekanismer som gjør migrering mulig: Himmelsk navigasjonsmaskinvare og programvare, lukteorganer med nøyaktighet på deler per billion og sensorer som kan oppdage intensiteten og vinkelen til jordens magnetfelt-linjer. Bare å ha utstyret vil imidlertid aldri gi en fordel for dyr som ikke er i stand til å langdistanse reiser. Evolusjon trenger forklare hele dyret som en organisme i stand til migrasjon.

I sin artikkel om " The Ecology of Migration-her" er Alerstam og Bäckman enige om at migrasjon gir ulike "selektive fordeler" til dyr, "som utnyttelse av sesongmessige og forbigående ressurser, og å unngå rovdyr, sykdommer og konkurrenter." Men en potensiell selektiv fordel danner ikke verktøyene til å utnytte det. Øyeblikkelig langdistanse-kommunikasjon over hele verden, kan bli kalt en fordel for mennesker, men vil gjøre rede for utviklingen av iPhone? Forfatterne sier at populasjoner som migrerer, reproduserer bedre enn de som ikke gjør det, men de unnlater å forklare hvordan magnetiske kart og lukt-systemer så følsomme som de i Stillehavslaks -her, kom til eksistens.

Den nærmeste forsøk
Det nærmeste forsøket på å påberope seg en ny-darwinistisk forklaring på et hvilket som helst aspekt av dyreflytting, kan ses i Reppert og de Roodes oppføring, " Demystifying Monarch Butterfly Migration -her." De som husker Illustras film Metamorphosis -her, med sine mange utfordringer til darwinismen, vil ønske å se dette showet! Reppert og de Roode kobler spesifikke mutasjoner med selektive fordeler:

--Monark-sommerfugler har blitt et lærebok-eksempel på farge-advarsler og plante-avledet giftighet for rovdyr. Monark larver utsondrer cardenolider(steroider) fra sin silkeurt-diett, og kringkaster toksisiteten gjennom de svarte, hvite og gule stripene i larver, og den lyse oransje merket med svarte og hvite fargetrykk hos voksne. Klassiske studier har vist at luftens rovdyr raskt lærer å knytte de lyse farger med bitter smak og emesis, som leder til å unngå dem som byttedyr.
Cardenolides utøver sin giftige påvirkning på de fleste dyr ved å forstyrre Na+/K+ -ATPase natriumpumper, men monarker og andre silkeurt-spesialister har mutasjoner som reduserer kardenolid-bindingen. Utviklingen av cardenolid-ufølsomhet utviklet seg på en trinnvis måte i løpet av makroevolusjonen av silkeurt-sommerfugler, med monarker som har minst to ikke-konservative mutasjoner som sterkt reduserer deres følsomhet overfor cardenolides (steroider)...

Det høye motstandsdyktigheten mot cardenolides gjør det mulig for monarker ikke bare å livnære seg på silkeurt, men også å skille ut cardenolider (steroider) til eget forsvar. Selv om utsondring av cardenolid-steroider hos monark-sommerfugler er blitt mest studert i sammenheng med byttefangst, tyder nyere studier på at disse toksinene også gir beskyttelse mot infeksjon fra en virulent protozoan parasitt .... Monarker oppdrettet på silkeurt med høyere konsentrasjoner av hjertestansende cardenolider opplever lavere infeksjonshastighet, mindre parasittvekst og færre sykdomssymptomer enn de som oppdrettes på silkeurt med lavere konsentrasjoner. Videre, når de får et dobbelt valg mellom silkeurter som varierer i sine anti-parasitiske effekter, foretrekker infiserte hun-monarker å legge eggene sine hos de anti-parasittiske artene ... og derved redusere infeksjon og sykdomssymptomer i deres avkom. Disse studiene har også vist at til tross for sin høye grad av ufølsomhet, er monarker ikke fullt motstandsdyktige mot stereoider, med høyt giftige cardenolid-stereoider, som reduserer voksen-monarkens levetid.

Det er det. I hele serien av artikler er det det nærmeste noen forfatter kommer til en egentlig neo-darwinistisk forklaring på noen egenskap i noen art, bortsett fra å fortelle oss, om og om igjen, at alt "har utviklet seg." Men legg merke til: dette Eksempel sier ingenting om navigering eller migrasjon selv. Det snakker bare om hvordan mutasjoner i sommerfuglen tillater det å innta cardenolid-stereoider uten å dø av hjerteinfarkt. Og de fikk denne evnen ved å bryte stykker ting: bryte sund bindeleddet som gjør at gift blander seg med natriumpumpen. Det kan beskytte dem mot fugler, men tar ikke hensyn til opprinnelsen til det tidskompenserte solkompasset, det arvelige kartet, og evnen til å fly unødvendig 3000 kilometer til de nøyaktige trærne hvor deres forfedre vaglet seg for tre generasjoner siden.

Designtalsmenn er enige om at de medfødte mekanismer for migrasjon kan tilpasse seg skiftende miljøer, som vist i australske monark-sommerfugler. Du kan kalle det "evolusjon" i en begrenset mikroevolusjonær forstand. Men i det eneste tilfellet vi vet om hvor navigasjonsutstyr og evnen til å bruke det ble til, ble det designet av intelligente sanser. Prøv å fortelle våre ess- jagerflypiloter eller skipkapteiner at radarinstrumentene som tillater dem å gå langt og tilbake, har "utviklet seg" rett og slett fordi de har en "selektiv fordel". Hvis deres ruter endres, vil de mest sannsynlig fortelle deg at evnen til å endre ruter er innebygd i systemet.