Cloriannu ymaddasu esblygiadol - ydi'n modelau'n gywir?
Yr alga a ddefnyddiwyd ar gyfer yr arbrawf.: Llun gan: Josianne Lachapelle. Un sialens sy'n wynebu gwyddonwyr yw amcangyfrif sut y bydd ein hamgylchedd, a'r we gymhleth o greaduriaid sydd ynddo, yn ymateb i newidiadau yn eu hamgylchedd o ganlyniad i newid hinsawdd neu ddylanwadau dynol eraill.
Yn draddodiadol, er mwyn asesu sut y bydd rhywogaethau'n esblygu dros gannoedd o genedlaethau, mae gwyddonwyr wedi ystyried fesul un neu mewn parau elfennau ecolegol sy'n achosi newid yn yr amgylchedd. Mae'r elfennau hyn yn cynnwys pethau fel cynnydd mewn tymheredd, cynnydd mewn CO2 neu newidiadau mewn plaleiddiaid neu wrteithiau.
Mae'r model hwn o newid esblygiadol yn y labordy yn syml o'i gymharu â'r amgylchedd cymhleth y mae rhywogaethau'n bodoli ynddo. Felly, un o'r prif dasgau i wyddonwyr yw deall pa mor dda mae fersiynau wedi'u symleiddio o newid amgylcheddol yn ein dysgu ynghylch rhai mwy cymhleth.
Gan ysgrifennu yn yr argraffiad ar-lein diweddaraf o PNAS, fe wnaeth biolegwyr esblygiadol ym Mhrifysgol Caeredin ac un sy'n awr ym Mhrifysgol Bangor, brofi sut yr esblygodd alga un-gell mewn amgylcheddau gydag ond un ffactor o'i gymharu ag amgylcheddau gyda llawer o ffactorau - y credir eu bod yn fwy cynrychioliadol o'r newidiadau lluosog y mae organebau'n eu profi yn yr amgylchedd ehangach y tu hwnt i'r labordy. Mae'r canlyniadau'n awgrymu bod yr amgylcheddau wedi'u symleiddio gyda dim ond ychydig o ffactorau'n rhoi syniad gweddol gywir o faint y mae poblogaethau microbaidd yn esblygu. Y rheswm am hyn yw bod ychydig o ffactorau trechol yn egluro'r rhan fwyaf o ymateb esblygiadol y boblogaeth, hyd yn oed pan fo ffactorau amgylcheddol eraill yn bresennol.
Gan ddefnyddio algae un-gell, sy'n bodoli ar waelod y gadwyn fwyd, fe wnaeth yr astudiaeth amlygu'r algae i 96 o wahanol amgylcheddau gyda rhwng 1 ac 8 o ffactorau, a chaniatáu i'r algae esblygu yn yr amgylcheddau hynny am 450 o genedlaethau, sy'n cyfateb i sawl tymor o dyfu yn yr amgylchedd.
Yr hyn a ddarganfu'r ymchwilwyr oedd bod ychydig o ffactorau trechol (yn cynnwys tymheredd a lefelau CO2), yn y rhan fwyaf o achosion, yn egluro'r rhan fwyaf o'r newidiadau esblygiadol a ddigwyddodd.
Dau gell gyda fflangellau i’w gweld: lluniau gan: Josianne Lachapelle. Fe wnaethant ddarganfod hefyd, er gwaethaf yr amrywiadau niferus a brofwyd, bod y rhan fwyaf o boblogaethau'n cydgyfeirio ar yr un cyfraddau twf erbyn diwedd y 450 cenhedlaeth. Fodd bynnag, ceir mwy o straen i ddechrau gydag amgylcheddau gyda mwy o ffactorau ac mae hynny'n achosi i'r poblogaethau dyfu'n arafach ar ddechrau esblygiad. Felly, roedd y poblogaethau'n ymaddasu mwy pan mae'r ffactorau trechol yn digwydd ym mhresenoldeb ffactorau eraill - roedd yn rhaid iddynt yn syml esblygu mwy i gyrraedd yr un lle.
Eglurodd y prif awdur Georgina Brennan, sy'n awr yn Ysgol Gwyddorau Biolegol Prifysgol Bangor:
"Bydd cynhyrchwyr dyfrol sylfaenol yn esblygu dan newidiadau lluosog, oherwydd eu cyfraddau rhannu celloedd yn gyflym a'u gallu i gynhyrchu amrywiad genetig. Bydd cloriannu dwyster dethol esblygiadol o fewn cynhyrchwyr sylfaenol allweddol ar waelod y gadwyn fwyd yn helpu i ddeall sut yr effeithir ar faint poblogaethau ar waelod y gweoedd bwyd a cylchoedd maetholion.”
Ychwanegodd Sinéad Collins o Brifysgol Caeredin:
"Pwysigrwydd arbrofion labordy wedi'u symleiddio yw rhoi golwg ar y ffordd mae dethol naturiol yn gweithio, ond i gymhwyso canlyniadau'r arbrawf hwn at boblogaeth ffytoplancton naturiol mae angen cymryd i ystyriaeth wahaniaethau rhanbarthol mewn poblogaethau ffytoplancton a'r ffactorau esblygiadol. Rwy'n credu bod hon yn astudiaeth obeithiol oherwydd mae'n dangos y gall esblygiad mewn amgylcheddau wedi'u symleiddio roi golwg i ni ar yr hyn sy'n digwydd mewn amgylcheddau mwy cymhleth. Wrth gwrs, mae'n golygu ei bod yn hynod bwysig i nodi'n gywir beth yw'r ffactorau trechol mewn unrhyw sefyllfa neilltuol."
Cyllidwyd y project drwy grant gychwynnol ERC i Sinéad Collins
Dyddiad cyhoeddi: 1 Medi 2017