A kutatók régóta vizsgálják, hogy az evolúciós folyamatok ismétlődnek-e, nemcsak azért, mert a válasz betekintést nyújthatna abba, hogyan alakultak ki a különböző életformák, hanem azért is, mert ha előre lehetne jelezni, hogyan változnak az organizmusok, az számos területen hasznos lenne, az orvoslástól a konzervációig mindenütt.

És egyes kutatások során találtak is olyan élőlényeket, amelyek ugyanazokat a tulajdonságokat fejlesztik újra és újra. A pikók vizsgálata például igazolta, hogy a sós vízből édesvízbe költöző különböző populációk következetesen ugyanazokon a morfológiai és fiziológiai változásokon mentek keresztül, és ezt tükrözik a genetikai változások is. A baktériumokkal végzett laboratóriumi kísérletek azt mutatják, hogy bizonyos antibiotikumoknak kitett mikrobák ugyanazokat a genetikai változásokat vetik be a túlélésük érdekében. Mégis ritka, hogy az evolúciót több vadon élő populációban is tetten lehet érni, így nem világos, hogy a természetben milyen gyakran ismétlődnek az ilyen változások.

Ennek a hiányosságnak a kiküszöbölésére Patrik Nosil, a francia nemzeti kutatóintézet, a CNRS evolúcióbiológusa és kollégái a Timema cristinae nevű botsáska populációit tanulmányozták. A röpképtelen fajnak három álcaváltozata, azaz morfja létezik, és az álcázás formája generációról generációra öröklődik. A sima zöld morf jól álcázza magát a kaliforniai orgona levelein, a fehér csíkos morf eltűnik a zsírfa levelei között, a ritkább sötét morf pedig mindkét növényen előfordul, de még jobban beleolvad az erdő talajába. Nosil és munkatársai az 1990-es évek óta a kaliforniai hegyekbe járnak, ahol egy-egy növényt megvizsgálva megszámolják a rajta található különböző morfok számát.

Az új vizsgálat során a kutatók 10 populáció több mint 32 ezer botsáskájának adatait elemezték. Nem meglepő módon a csapat több zöld morfot talált a kaliforniai orgonában gazdag területeken, és több csíkos morfot ott, ahol sok volt a zsírfa. A zöld és a csíkos rovarok pontos aránya azonban mind a 10 populációban jelentősen ingadozott évről évre – méghozzá ciklikusan, kiszámítható módon. Ha az egyik évben nőtt a csíkos botsáskák száma, a következő évben csökkent, és fordítva. A sötét morfok ritkábbak voltak, mint a másik kettő bármelyike, és viszonylag állandó számban voltak jelen az idők folyamán.

A csapat mozgatta is a botsáskákat a terepen, hogy manipulálja a zöld és a csíkos morfok arányát, és megvizsgálja, mi vezérli ezeket a ciklusokat. Kimutatták, hogy előnyös, ha egy morf ritka – valószínűleg azért, mert a rovarokat fogyasztó madarak a táplálékkeresésüket a leggyakoribb morfra összpontosítják, mondja Nosil. Tehát egy ritka testszínezet gyakoribbá válik a következő generációban, amikor a madarak célpontot váltanak, és erre a morfra koncentrálnak.

Ezt a fajta természetes szelekciót más élőlényeknél is megfigyelték már, de ez a vizsgálat azt is bemutatja, hogy hogyan kölcsönözhet kiszámíthatóságot az evolúciós változásoknak, mondja Erik Svensson, a Lund Egyetem evolúcióbiológusa, aki nem vett részt a munkában. Szerinte az ilyen szelekció valószínűleg sokkal gyakoribb, mint azt sokan gondolják.

A rovarok genomját tanulmányozva a kutatók azt is megállapították, hogy a morfok közötti színkülönbségeket a DNS jelentős szerkezeti átrendeződései, például inverziók okozzák. A biológusok eddig nehezen tudták megmagyarázni, hogyan maradnak fenn az ilyen szélsőséges mutációk egy populációban, mondja Nosil. Lehetséges, hogy az itt azonosított ciklusok segítik e változatok fennmaradását, és talán az is, hogy azok viszont segítik a ciklusok fennmaradását. A szakértő hozzáteszi, hogy hosszabb távon a testmintázatot befolyásoló új mutációk valószínűleg megzavarják a csapat által azonosított mintákat, és a botsáskák evolúciója ismét kevésbé lesz kiszámítható.

Nosil reméli, hogy az eredmények más csoportokat is arra ösztönöznek majd, hogy saját vizsgált fajaikban is keressék az ismétlődő evolúciós lépéseket. Elmondása szerint a munka kiválóan rávilágít a természetes populációk hosszú távú kutatásának értékére. Ez valóban a szemünk előtt zajló evolúció, mondja.