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Natürliche Auslese kann das bizarre Horn dieses Käfers nicht erklären

2020

Baumstämme ( Membracidae ) sind in vielerlei Hinsicht nichts Besonderes. Überall außer in der Antarktis gibt es etwa 3.200 Arten dieser Zikade ( Cicadoidea ) und ihrer Blattzikade (Cicadellidae). Jeder einzelne misst zwischen zwei und zwanzig Millimetern. Sie leben einige Monate und ernähren sich währenddessen von Saft. Sie haben einige soziale Merkmale, aber keine außergewöhnlichen Fähigkeiten, die sie von anderen sozialen Insekten unterscheiden.

Was die Baumstämme unterscheidet, ist ihre Kopfbedeckung. Jede Art hat ihr eigenes Modell eines vergrößerten und reich verzierten Helms, der den Entomologen als Pronotum bekannt ist. Einige sehen aus wie Stacheln, andere wie Blätter oder Ameisen. Wieder andere haben Formen, die für das Oxford English Dictionary zu bizarr sind, um sie zu nennen. Selbst die Hüte einer königlichen Hochzeit würden der Extravaganz dieser Helme nicht gerecht werden. Und im Gegensatz zu all diesen Prinzessinnen und Herzoginnen müssen Baumstämme ihre Modewaren von der Geburt bis zum Tod rund um die Uhr tragen.

Der Helm der Baumhüpfer ist aus selektionistischer Sicht schwer zu rechtfertigen. Wenn Sie es herumschleppen, entsteht eine erhebliche Energiebelastung, und Sie sollten etwas Wichtiges tun. Was könnte seine nützliche Funktion sein? Courtship, der übliche Verdacht, wenn es um übertriebene Merkmale geht, wird durch das Fehlen von sexuellem Dimorphismus beseitigt. Die Helme sind bei beiden Geschlechtern gleich verteilt. man kann Männer und Frauen nur durch ihre Genitalien unterscheiden. Die Aerodynamik, eine weitere mögliche Funktion, widerspricht dem gesunden Menschenverstand. Während einige Helme gestrafft sind, sind andere entschieden nicht. Und das zusätzliche Gewicht wirkt sich auf jeden Fall nachteilig auf das Fliegen aus. Tarnung ist eine stärkere Wette, aber auch problematisch. Selbst in Fällen, in denen die Form oder die Farben des Helms zur Umgebung passen, wäre ein helmloses Insekt mit den gleichen Farben und einer ansonsten identischen Form besser zum Verstecken geeignet, wenn es halb so groß oder kleiner wäre. In Ermangelung kleinerer Mimetika ist davon auszugehen, dass es sich bei dem Helm nicht um ein Antipredator-Werkzeug handelt.

Wozu dient der Helm? Benjamin Prud homme und Nicolas Gompel geben aufgrund ihrer sorgfältigen Untersuchung der Baumstämme eine Antwort: nichts. Basierend auf der Entdeckung, dass es sich bei dem Helm um ein drittes Paar Flügel handelt, die ihre ursprüngliche Funktion verloren haben, wenden sie sich Darwins These über die Überreste der Organe zu. Die Helme „veranschaulichen, wie eine Struktur oder ein Organ, das von seiner ursprünglichen Funktion entlastet ist, „ dem freien Spiel der verschiedenen Wachstumsgesetze überlassen bleibt “. . . und liefert ein neues Substrat für die morphologische Diversifizierung. “Aber im Gegensatz zu typischen Überresten wie dem menschlichen Blinddarm, dem Python-Becken und dem Beinknochen des Wals, die mit der Zeit degenerieren, den Baumtrichtern Helme entwickeln sich immer weiter. Einige messen doppelt oder dreimal so groß wie der Rest des Körpers, an den sie gebunden sind. Die Baumstämme veranschaulichen Romanes 'Beobachtung, dass bestimmte Merkmale, die Arten voneinander unterscheiden, für Wissenschaftler nützlich sein können, für die Arten selbst jedoch unbrauchbar sind.

Der geizige Buchhalter scheint rund 3.200 Mal im Dienst eingeschlafen zu sein. Wir können dieses Ergebnis nicht der Tendenz der Natur zum Übermaß zuschreiben. Diese Voreingenommenheit gilt nur für Merkmale, die für Arten wichtig sind, nicht für Überreste von Organen. Wo die Konservierung keine Auswirkung auf das Überleben hat, sind keine Sicherheitsfaktoren und daher keine erhöhten Wahrscheinlichkeiten für ein außer Kontrolle geratenes Wachstum erforderlich. Die Überreste der Organe sollten schrumpfen, nicht expandieren. Doch auf lange Sicht und aus unerfindlichen Gründen setzte sich das Größere und Verrückte durch. Das Ergebnis sind künstlerische Meisterwerke, aus selektionistischer Sicht jedoch reine Häresie. Mehr als dreitausend weiße Elefanten? Das sind viele Ausnahmen.

Die große Frage rund um die Helme ist eine, der wir schon begegnet sind. Wie kann ein solcher Überschuss tragfähig sein? Wie kommt es, dass dieser nutzlose, übergewichtige Klumpen der Lebensdefinition der französischen Anatomin Marie François Xavier Bichat aus dem 18. Jahrhundert entspricht: "Die Funktionen, die dem Tod widerstehen"? Wir müssen nicht daran zweifeln, dass die Baumstämme den Willen zum Leben haben. Wie Baruch Spinoza es ausdrückte: „Jedes Ding ist bestrebt, aus eigener Kraft in seinem Sein zu verharren.“ Eine andere Möglichkeit, darüber nachzudenken, besteht darin, zu erkennen, dass Organismen dem Wandel widerstehen, wobei der Tod das Ultimative ist Fall. Veränderung wird mit negativer Rückkopplung begegnet, die ein System wieder ins Gleichgewicht bringt, im Gegensatz zu positiver Rückkopplung, die das System vom ursprünglichen Gleichgewicht entfernt.

Es gibt drei Mechanismen, die zusammen erklären können, wie diese Beharrlichkeit in lebenden Organismen funktioniert: erleichterte Variation, Homöostase und Reaktionsnorm. Die erleichterte Variation bestätigt 3 Milliarden Jahre natürlicher Selektion, gefolgt von 400 Millionen Jahren Risiko, Torheit und sonstiger eigenwilliger Entwicklung. Homöostase bewahrt das innere Milieu des Organismus vor äußeren und inneren Störungen; und die Norm der Reaktion bedeutet, dass jeder Genotyp eine Reihe von Phänotypen ohne neue genetische Variation produzieren kann. Zusammen bilden diese Mechanismen ein natürliches Sicherheitsnetz, das es dem Mittelmäßigen ermöglicht, zu überleben und zu gedeihen.4 Diese Theorie nimmt die Unterscheidung zwischen den beiden Entwicklungen als gegeben an. Während der ersten, die im Laufe dieser 3 Milliarden Jahre des Lebens auf der Erde stattfand, bewirkte die Anpassung inmitten des Wettbewerbs grundlegende Veränderungen in der Natur des Lebens. Während der zweiten Phase ist das Sicherheitsnetz so robust, dass alle Arten gut genug sind, um zu überleben und mit selektiv neutralen Variationen in Größe, Form und anderen Aspekten des Aussehens zu experimentieren.

Ich sollte betonen, dass diese Sicherheitsnetz-Theorie genau das ist - eine Theorie. Ich kann nicht beweisen, dass es unsere Beobachtungen der Natur erklärt, aber ich glaube, dass es eine nützliche Ergänzung zur vorherrschenden Weisheit darstellt, indem es ihre Lücken füllt.

Es sollte klar sein, dass die natürliche Selektion eine entscheidende Rolle in dieser Theorie spielt: Sie ist der Ingenieur hinter dem Sicherheitsnetz. Diese Rolle dauerte jedoch „nur“ drei Milliarden Jahre. Seit der Zeit des mittleren Kambriums wurde die positive Auswahl auf die Rolle des Architekten und Designers reduziert, während die natürliche Beseitigung (natürliche Toleranz) vorherrscht. CCCP und Homöostase wurden durch ein selektives Verfahren fixiert und optimiert, wonach die Arten frei mit Aussehen und Größe spielen konnten. Die außergewöhnliche Vielfalt der im Burgess Shale gefundenen Körperformen - Fossilien aus 508 Millionen Jahren - zeigt die Kraft der festen Infrastruktur. Das Sicherheitsnetz war so stark, dass die genetische Lotterie alle möglichen nachhaltigen Abweichungen hervorrufen konnte. Die Helme der Baumstämme beweisen, dass Abweichungen extrem sein müssen, bevor, wie unser Epigraph es ausdrückt, „das Urteil der Unfähigkeit ausgesprochen und die Strafe der Ausrottung bezahlt wird“. Exzellenz schadet nicht und ist auch nicht notwendig.

Sogar das Mittelmaß mag gut genug sein. Das Sicherheitsnetz der Natur kommt natürlich dem Menschen zugute. Aber wir haben etwas Besonderes, denn wir haben die endgültige Entscheidung des Lebens gewonnen. Wir müssen einen Vorteil gegenüber allen anderen haben. Wenn mein Argument zutrifft, wurde diese Kante nicht ausgewählt. Unser Sieg wurde von einer Orgel errungen, die enorme selektive Lasten aufwirft, und auf jeden Fall gewinnt niemand, wo der Wettbewerb endlos ist.

Auszug aus GOOD ENOUGH: THE TOLERANCE FOR MEDIOCRITY IN NATURE AND SOCIETY von Daniel S. Milo, herausgegeben von Harvard University Press. Copyright © 2019 durch den Präsidenten und die Fellows des Harvard College. Verwendung mit Genehmigung. Alle Rechte vorbehalten.

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