Snäckan som slutade lägga ägg ger Darwin rätt
En strandsnäcka som slutat att lägga ägg bidrar med viktig kunskap för att förstå evolutionen. En ny studie i Science med forskare från Göteborgs universitet visar att snäckans förändring av reproduktionen som ledde till en ny art skedde i många små steg och inte i ett enda utvecklingssprång.
En grundbult i evolutionsteorin är att en art som utvecklar en ny anpassning kan få helt nya möjligheter att konkurrera och sprida sig till nya miljöer. Detta kallas för en nyckel-innovation. Ett exempel är när vissa dinosaurier utvecklade vingar och började flyga, och blev de djur som i dag kallas för fåglar.
Ett annat exempel är däggdjuren som utvecklades från reptilliknande djur genom en övergång från att lägga ägg till att låta ungarna utvecklas inne i honans kropp.
Behåller embryon under skalet
Precis detta har nyligen hänt hos en liten strandlevande snäcka – vivipar strandsnäcka (Littorina saxatilis). Nyligen är i evolutionssammanhang 100 000 år.
– Strandsnäckans närmaste släktingar lägger äggsamlingar. Men denna art behåller sina embryon under skalet i en speciell ficka. Här genomgår de hela sin larvutveckling och kommer ut som färdiga små snäckor, säger Kerstin Johannesson, professor i marin ekologi vid Göteborgs universitet och medförfattare till studien.
Vivipar strandsnäcka har genom denna anpassning kunnat befolka betydligt fler strandmiljöer än sina släktingar, och har dessutom en betydligt större geografisk spridning än dessa.
Men hur gick evolutionen till hos snäckan? Det finns i princip två teorier: Antingen sker det en stor mutation som förändrar en individs egenskaper i ett enda slag eller så sker anpassningen stegvis.
140 miljoner år
Utvecklingen av däggdjur, som nästan alla föder levande avkomma, från äggläggande föregångare påbörjades för 140 miljoner år sedan. Men forskare har svårt att studera vad som skedde eftersom väldigt många förändringar döljer spåren av det som initialt formade däggdjuren.
Samma typ av nyckel-innovation hos strandsnäckan är så färsk att forskarna kunnat titta närmare på de bakomliggande genetiska förändringarna.
– I vår studie har vi jämfört DNA i strandsnäckan med den närmaste besläktade snäckarten som lägger ägg. Resultatet visar att den enda skillnaden som finns mellan arterna är i de genetiska regioner som handlar om reproduktionen. Allt annat är lika, säger Roger Butlin, gästprofessor vid Göteborgs universitet och en i forskarteamet bakom studien.
Naturligt urval
Exakt varför vivipar strandsnäcka bytte reproduktionssätt är fortfarande ett mysterium.
– Vi vet inte säkert, men övergången kan ha uppstått genom ett naturligt urval som gynnade att äggen kläcks inuti modern. Vi spekulerar i att ägg kan ha varit mer utsatta för uttorkning, fysisk påverkan eller rovdjur, säger Kerstin Johannesson.
Men genom att lösa ett problem skulle säkert andra ha skapats. Den extra investeringen det innebär att bära sina avkommor länge bör nästan säkert ha ställt nya krav på sniglarnas anatomi, fysiologi och immunsystem.
– Det är troligt att många av de genomiska regionerna vi identifierat har svarat på den här typen av utmaningar, säger Kerstin Johannesson.
Darwin hade rätt
De områden i DNA som är inblandade i reproduktion har varit utsatta för kraftig selektion under de senaste 100 000 åren sen arterna började separera. De 50 olika genregionerna har utvecklat olikheter vid olika tidpunkter – vilket visar att det inte handlar om något så kallat ”hoppfullt monster”, utan om en gradvis uppbyggnad av ett nytt sätt att ta hand om avkomman hos honan.
– Vår studie visar att Charles Darwin hade rätt. Även stora förändringar i evolutionen sker i många små steg, säger Kerstin Johannesson.
Vetenskaplig artikel i Science: The genetic basis of a recent transition to live-bearing in marine snails
Kontakt: Kerstin Johannesson, professor i marin ekologi på Institutionen för marina vetenskaper vid Göteborgs universitet, telefon: 0766-22 96 11, e-post: kerstin.johannesson@gu.se