krk žirafy (Giraffa camelopardalis) je úžasná věc. Skládá se pouze ze sedmi obratlů* – ne více než v krku-tyčící se výkon přírodního inženýrství je najednou ohromující a směšný. Jak se taková struktura mohla vyvinout? Tato otázka není jen zahodit., Století a půl se přírodovědci trápili dlouhým krkem žirafy.
*
jak je tradiční pro velké otázky v evoluci, hlavolam žirafího krku je často vysledován zpět k práci Charlese Darwina. Darwin, učil jsem se na mé střední škole a vysokoškolských přednáškách, navrhl, že mezi rodovou populací žiraf byly jedinci, kteří měli jen o něco delší krky než jejich kolegové., To jim umožnilo dosažení vyšší větve, a v důsledku toho, tyto kozy byly více reprodukčně úspěšný, neboť přestoupili na nedotčené zdroj potravy, zatímco žirafy menšího vzrůstu zahynuli kvůli konkurenci. (Tato jednoduchá trajektorie byla často doprovázena roztomilým malým obrázkem moderní žirafy umístěné vedle bezbožného“ rodového “ druhu, který byl ve všech ohledech totožný s jeho potomkem kromě délky krku.,) To byla elegantní a jednoduchá rovnice – s krátkým hrdlem, žirafy + přírodní výběr + čas = dlouhý krk žirafy – ale, tak jako mnoho standardní třídě tropů, to je také historicky a biologicky špatně.
I přesto, že dlouhý krk žirafy by se zdají být ohromující příklad síly přírodního výběru, v prvním vydání O Původu Druhů prostřednictvím Přírodního Výběru Darwin se zaměřil na velmi odlišné části savec anatomie; jeho ocas., Žirafa je ocas, i když se zdá být „varhany minimální význam“, byl vynikající flyswatter, který má pravděpodobně hrál přinejmenším nějakou roli v pomoci jednotlivcům odolávat útokům bodavý hmyz. Od krásné složitosti oka obratlovců až po relativní hrubost ocasu žirafy, přirozený výběr by mohl být důsledně aplikován na vysvětlení původu adaptací.
Darwin výslovně neuvádí krku žirafy až mnohem později, a když to udělal, to bylo v reakci na jeden z jeho nejvážnějších kritiků., V roce 1871 vydal přírodovědec George Jackson Mivart knižní vyvrácení evoluce přirozeným výběrem s názvem o genezi druhů. Stejně jako mnoho jiných konci 19. století přírodovědci, Mivart přijal evoluce ale odmítl přirozený výběr, a jeden z hlavních bodů své knize bylo to, že přírodní výběr nemůže odpovídat za přechodné fáze mezi předků a potomků formě.
podle Mivarta byla žirafa dokonalým příkladem neúčinnosti přirozeného výběru., Předpokládejme, že dlouhý krk žirafy byl skutečně adaptací pro dosažení vysokých listů během sucha, která popírala jiné zdroje jídla. To by bylo v souladu s přirozeným výběrem, Mivart se hádali, ale pokud je období sucha opravdu upřednostňovali prodloužení žirafa krk, pak je s podivem, že žádné jiné býložravce byly upraveny stejným způsobem. Stejně tak změny, k nimž došlo mezi předků a moderní žirafa musí mít prodloužena délka krku sám., Různé kousky anatomie a fyziologie by měl mít provedeno příznivé změny v pořadí pro to, aby ještě bylo možné pro žirafy vyvíjet dlouhé krky, a tyto změny, které by zvýšily hmotnost žirafa – vyžadoval, aby se to vzít i více potravin podle zdůraznil, sucha.
mivart založil argument slaměného muže, ale Darwin vzal tuto kritiku vážně. V šestém, 1872 vydání O Původu Druhů Darwin reagoval na délku Mivart nároky, a v případě žirafa přijal Mivart scénář jako výchozí bod., Vzhledem k konkurenci, která by došlo mezi býložravci, během období sucha, Darwin se domníval, není divu, že žirafy mohou dosáhnout úrovně vegetace, která jiní nemohou – soutěž bude řídit formy od sebe, spíše než mít více forem, v blízkosti soutěž tím, že je upravují stejným způsobem. (A. R. Wallace zvažoval stejný bod o více než deset let dříve.) Nebyly mivartovy námitky ohledně variací a výživy zvláště důležité., Žirafy, stejně jako všechny ostatní druhy, vyjádřily variaci a schopnost jednotlivců dosáhnout potravy nepřístupné ostatním by vedla k úspěchu vyšších forem. A pokud jde o podmínky sucha, Darwin se bránil tomu, že živé žirafy jsou v Africe hojné. Pokud by velká, moderní zvířata mohla přežít dočasně stresované podmínky, tak proč ne mezilehlé formy, které byly od té doby nahrazeny?,
přijetím mivartových výchozích podmínek Darwin představil obranu svého pojetí evoluce a zároveň nastínil věrohodnou cestu evoluce žirafy. Darwin neudělal podrobné, historické vysvětlení formy žirafy., Ostatně, Darwin byl obvykle opatrní při manipulaci historie života, a to i když byl v soukromí nadšený fosilních forem, které vystavoval přechodné vlastnosti – jako opeřený dinosaurus Archaeopteryx – v jeho veřejné práce mu vyhnout, kterým se přesně krok-za-krokem scénáře, které by se odehrály v dávné minulosti. Darwin věděl, že paleontologové teprve začaly zkoumat fosilní záznam, a tak nastíní phylogenies nebo obrysu evoluční linie sestupu byl to riskantní manévr, protože tato zjištění by téměř jistě muset být revidovány.,
výměna mezi Mivartem a Darwinem neudělala nic, co by vyřešilo otázku, jak se žirafy vyvinuly. Navrhnout věrohodné adaptivní scénáře bylo snadné, ale jejich testování bylo úplně jinou záležitostí. Dokonce i teď, po téměř století a půl od výměny mezi Darwinem a Mivart, vývoj žirafa je zvláštní krku zůstává sporné, a rozsah této diskuse byl formován dvě konkurenční evoluční hypotézy.,
standardní hypotézu, což je rozšíření argument Darwin nastínil v roce 1872, je to soutěž pro potraviny řídil vývoj protáhlé krky. Prostřednictvím soutěže o výživu by přirozený výběr vedl k vývoji žirafy schopné dosáhnout jinak nevyužitých zdrojů nad hlavami jiných býložravců. Myšlenka, že žirafy získají takovou výhodu, byla podpořena jednou z mála experimentálních studií, která se na tuto otázku podívala., Jak dokládají Elissa Cameron a Johan du Toit ve studii ekologie krmení žirafy z roku 2007, bylo zjištěno, že býložravci nižší úrovně vyčerpávají hojnost a kvalitu procházení, které jsou k dispozici žirafám. Kromě prohlížeče od krmení na některých Acaia stromy, vědci byli schopni změřit, jak moc strom listoví konkurenční býložravci šátek, a bylo zřejmé, že žirafy by určitě získat co nejvíce z každého sousta procházení vysoká, když low – a mid-level procházet byly odklizeny., Žirafy se mohou živit na různých úrovních a tato schopnost dosáhnout vysoko v dobách tvrdé konkurence jim jistě poskytuje výhodu.
konkurenční hypotéza je, že žirafí krky se vyvinuly v důsledku sexuálního výběru., I když přírodovědci už dlouho uvědomují, že samec žirafy často proudu krky, aby těsto navzájem s jejich stout ossicones (roh-jako výčnělky na jejich hlavy) – Darwin se dokonce zmínil v Původu Člověka – tento zvyk není myšlenka být obzvláště důležité, aby žirafa evolution až do roku 1996 papír Robert Simmons a Lue Scheepers s názvem „Vítězství o Krk: Sexuálního Výběru v Evoluci Žirafa.,“S odvoláním na pozorování, že mnoho žirafy jsou pozorovány fed na nižší úrovni, než se očekávalo, Simmons a Scheepers tvrdil, že dlouhý krk neposkytuje tolik krmení výhodu. Konkurence mezi muži, které uvedly, měli delší a silnější krk, řídil vývoj žirafa krk, samice žirafy nějak se provádí spolu jako pohlavní výběr u mužů stále posouvat hranice délka krku.
hypotéza navržená Simmonsem a Scheepersem byla od začátku kontroverzní a získala hodně kritiky. Jeden článek, vydaný G., Mitchell, S. J. van Sittert, a J. D. Skinner v Journal of Zoology poslední rok shromážděné údaje naznačují, že mužské žirafy nejsou energeticky více investovat do růstu v krku než samice. Ve skutečnosti, ne jen dělal krky samice žirafy i nadále roste po celý život, ale oni také přidal krku hmoty rychleji než samci, a co rozdíly byly mezi krky ženské a mužské žirafy se zdála být způsobeny rozdíly v celkové tělesné hmotnosti, spíše než skutečné známky pohlavního výběru., Pokud byly rozdíly mezi živými žirafami tak minimální, zdálo se nepravděpodobné, že by muži skutečně řídili evoluční změnu sexuálním výběrem.
Simmons a co-autor R. Altwegg mít jen reagoval na to studovat v new Journal of Zoology papír, a v mapování debaty se stát, že ani na soutěži, ani na krk-pro-sex hypotéza může být schopen poskytnout komplexní vysvětlení žirafa evolution., I když se spor zjištění Mitchell, van Sittert, a Skinner – tvrdí, že shromážděné údaje o jiný tým vlastně představuje výrazný nepoměr mezi muži a ženami spouští pohlavní výběr – správně všimněte si, že většina z toho, co bylo řečeno o žirafí krky spoléhal se na anatomii a chování živých zvířat., Argumenty a experimenty o krcích živých žiraf mají více společného s evolučními tlaky, které udržují formu žirafy, ale nemusí nám být schopny říci, jak dlouho se krky vyvinuly na prvním místě.
jak identifikovali Simmons a Altwegg, dlouhý krk žirafy se mohl vyvinout v reakci na nějakou ekologickou změnu, ale poté byl kooptován do dalších funkcí, které způsobily další změny pod různými evolučními tlaky., Výhody poskytnuté žirafa má dlouhý krk dnes – ať se jedná o krmení, pohlavní výběr, nebo obě – nemůže s konečnou platností říci, proč rys vyvinul v první řadě. Aktuální funkce vlastnost není nutně reprezentativní, proč se to vyvinulo – významnou námitkou výslovně zdůraznila palaeobiologists jako Stephen J. Gould a Elisabeth Vrba před několika desítkami let.
Pokud krky moderní žirafy jsou alespoň částečně přičíst k posunu ve funkci, pak se naše schopnost odpovědět na otázku, žirafa evoluce nemůže být založena na živých zvířatech sám., Za účelem testování své preferované pohlavní výběr nápad Simmons a Altwegg naznačují, vraťme se zpět k fosilním záznamu vidět, když žirafy vyvinul tupý ossicones samci používají ve svých soutěžích a jak to odpovídá délka krku., Pokud vývoj tupý ossicones skladby krku prodloužení, oni formulaci hypotéz, pak to může být indikátorem toho, že hlava-kyvné soutěže má něco společného s krkem prodloužení (při prohlížení hypotézy by mít více společného s detekováním vztah mezi krk a dlouhé nohy, které by se dostaly žirafy nad hlavami konkurenčních prohlížečů)., Korelace neznamená příčinnou souvislostí – i když vývoj tupý, vertikální ossicones, a dlouhé krky se shodoval, to neznamená, že dva jsou evolučně spojeni – ale tím, že vyšetřování na tyto otázky vědci by přidat tolik potřebné historické úhel výzkum žirafí krky.
Bohužel, fosilní žirafy nejsou zrovna horké oblasti výzkumu, ale nedávné práce a připravované dokumenty mají potenciál poskytnout trochu více kontextu vysvětlit původ žirafa je působivé krku., Za posledních několik let, to bylo naznačil, že fosilní žirafa expert Nikos Solounias popisuje již téměř kompletní krku fosilních žirafa volal Bohlinia, rod úzce souvisí – pokud ne rodový – první členové rodu Giraffa. Jak si při Donald Prothero kniha Evoluce: Co Zkameněliny Říct a Proč je to důležité, tento exemplář je meziprodukt v podobě o něco dříve, kratší krky žirafy a živou žirafu. Ve srovnání s větším množstvím žirafí rozmanitosti může být klíčovou součástí detekce vzoru evoluce žirafího krku.,
obrys tohoto vzoru vyšel z recenze publikované v roce 2009 N.Ludo Badlangana, Justin Adams a Paul Manger. Podle známých pás fosilních žirafy, významné prodloužení krku, začala kolem 14 miliony lety během Pozdního Miocénu – po linii, na které relativně krátkým hrdlem okapi split off – a asi o 5 miliony lety žirafy moderních rozměrů vyvinul., Jako uzávorkovaný mezi známé fosilní druhy, přechod mezi počáteční, krátkým hrdlem formy a první dlouhé krky žiraf pravděpodobně došlo mezi 14. a 12 miliony lety, a je-li další objevy to potvrzují, pak se zdá, že prodloužení žirafí krky, k nimž došlo během globální vzor aridification, ve kterém porosty nahrazují lesy., Opět, tato korelace není samo o sobě neznamená kauzalitu, ale o zkoumání opotřebení zubů žiraf před, během a po tento posun může být detekována, zda jejich stravovací návyky změnila a mohla být jedním z důvodů pro prodloužení krku. Toto, podle pořadí, by mohlo poskytnout vhled do tempo žirafa evolution – jejich krční obratle se pomalu stávají prodloužený na blízko-konstantní rychlost, nebo se změnila činnost regulačních genů způsobují rychlejší, velké posuny, které se ukázalo být výhodné změněné prostředí?,
nakonec bude zapotřebí kombinace přírodní historie, embryologie a paleobiologie, aby bylo možné plně porozumět jedinečné anatomii žiraf. To není něco, co bude dosaženo za rok nebo dokonce deset, ale bude trvat přetrvávající vyšetřování mnoha vědců pracujících napříč různými vědeckými disciplínami. V tuto chvíli je otázka “ jak žirafa získala dlouhý krk?“musí být zodpovězeno „ještě nevíme“, ale to je tak, jak by mělo být., Je lepší přiznat, že stále odhalujeme tajemství, než dogmaticky tvrdit, že vše je vyřešeno a že všechna nezmapovaná místa na evoluční mapě byla vyplněna. Žirafy, stejně jako každý jiný organismus naživu, mají dlouhou evoluční historii táhnoucí se zpátky do poslední společný předek všeho života na zemi, ale pochopení toho, jak jsou tvarované přes rozpětí Hluboké Času je pokračující úsilí, které je stejně tak inspirující jako to může být frustrující.,
Tento článek byl původně publikován v roce 2010 a byl aktualizován tak, aby se shodují s World Žirafa Den 21.června.