Prednosti, slabosti in primeri geografske izolacije



The geografska izolacija je izraz, ki se v evolucijski biologiji in ekologiji uporablja za prostorsko ločitev skupine organizmov. Do tega lahko pride zaradi naravnega dogodka, kot so spremembe v geologiji regije ali umetne strukture.

V večini primerov so vrste izolirane zaradi prisotnosti različnih vrst naravnih ovir, med drugim o oceanih, jezerih, gorah, ki lahko drastično zmanjšajo stik med posamezniki populacije..

Ko se dve skupini posameznikov ločita, dve okolji, v katerih sta bili izpostavljeni, izvajata različne selektivne pritiske na posameznike, zaradi česar ju sledita različnim evolucijskim poti..

Evolucijske sile naravne selekcije in gnezdenja genov bodo povzročile spremembe frekvence alelov novih skupin, ki jih razlikujejo od starševske populacije..

Glede na obseg ločitve in čas trajanja se lahko pojavi speciacija: nastanek novih vrst, s čimer se poveča raznolikost skupine..

Podobno lahko tudi izolacija privede do izumrtja skupine posameznikov zaradi pomanjkanja genske raznovrstnosti ali inbreeding procesov..

Indeks

  • 1 Prednosti in slabosti
    • 1.1 Specifikacija
    • 1.2 Allopatrična speciacija
    • 1.3 Izumrtje
  • 2 Primeri
    • 2.1 Izolacija in speciacija v antilopovi veverici v Velikem kanjonu Kolorada
    • 2.2 Izolacija in speciacija v ribah reke Kongo
  • 3 Reference

Prednosti in slabosti

Geografsko izolacijo organizmov lahko prevedemo v dva procesa: speciacijo, kjer se pojavijo nove vrste ali izumrtje skupine, ki je doživela izolacijo..

V nadaljevanju bomo podrobno opisali vsakega od teh procesov in razumeli speciacijo kot "prednost", saj povečuje raznolikost in izumrtje kot "pomanjkljivost":

Specifikacija

Proces oblikovanja novih vrst je zanimiv za evolucijske biologe. Ornitolog Ernst Mayr je izjemno prispeval k opisu tega pojava. Po mnenju Mayra na speciacijo vplivajo dva dejavnika: izoliranost in genetska divergenca vpletenih posameznikov.

Prvič, da bi se dve populaciji lahko dovolj razlikovali, da bi se lahko šteli za vrste, je treba pretok genov med njimi prekiniti. Z drugimi besedami, ne smejo se razmnoževati.

Drugič, genetska divergenca se mora pojaviti v obdobju izolacije na tak način, da če se posamezniki spet srečajo - zaradi propada pregrade, ki jih je prvotno ločila - reprodukcijski proces ne bo učinkovit in njihovi potomci bodo imeli fitnes kot njihovi starši.

Učinkovitost procesa geografske izolacije za proizvodnjo speciacije je odvisna od več dejavnikov, ki so bistveni za skupino, ki se ločuje, kot je sposobnost gibanja..

Allopatrična speciacija

Dogodek geografskih izolacij, ki povzročajo postopke specializacije z ločitvijo nepremostljive pregrade, se imenuje alopatska speciacija, izraz, ki izhaja iz grških korenin, kar dobesedno pomeni "v drugi državi"..

Ko so vrste fizično izolirane, se soočajo z različnimi okoljskimi pogoji in selektivnimi pritiski, ki jih vodijo skozi različne evolucijske poti..

Za hipotetični primer vzemimo populacijo kuščarjev, ki jo izolira reka, podnebne razmere na levi strani pa so lahko hladnejše od tistih na desni strani. Mehanizmi naravne selekcije in odnašanja genov bodo delovali neodvisno, kar bo vodilo do postopne diferenciacije kuščarjev.

Na ta način posamezniki pridobijo različne značilnosti, med drugim ekološke, etološke, fiziološke, v primerjavi s starševskimi vrstami. V takem primeru, da je izolacijska pregrada zadostovala za umiritev dogodka speciacije, ne bi smelo biti pretoka genov, če bi se dve vrsti, ki sta nastali, spet združili..

Obstaja soglasje med biologi, ki podpirajo pomen alopatrične speciacije pri nastajanju novih vrst, saj učinkovito omejuje pretok genov med organizmi..

Izumrtje

Ko se ločitev posameznikov pojavi zaradi ovir, ki jih ni mogoče prečkati, lahko nekatere skupine izumrejo.

Ko je ločena od starševske vrste, je lahko raznolikost skupine nizka in se ne sme prilagoditi novim pritiskom, ki ga povzroča novo okolje, s katerim se soočajo..

Podobno, če je populacija, ki je bila ločena, predstavljena z majhnim številom posameznikov, ima inbriding (prehod med bližnjimi sorodniki) lahko negativne posledice..

Charles Darwin se je že zavedal negativnih učinkov inbridinga na naravne populacije. Pri prečkanju bližnjih sorodnikov obstaja večja verjetnost, da se izrazijo nekateri škodljivi aleli.

Na primer, če v družini obstaja gen za določeno patologijo, ki se izraža le, če ima posameznik oba alela (homozigotna recesivna) in dva brata in sestre, obstaja večja verjetnost, da potomci prenašajo oba alela za bolezen, za razliko od posameznika, ki ne nosi omenjenega škodljivega alela.

Tudi kadar človeške konstrukcije živalim odvzame potovanje na želena mesta, se lahko njihovo prebivalstvo zmanjša zaradi pomanjkanja hrane..

Primeri

Izolacija in speciacija v antilope veverici v Velikem kanjonu Kolorada

V Grand Canyonu je nastanek izrednih dimenzij, ki so ga oblikovale reke Kolorado že 2000 let. Nahaja se v severni Arizoni Združenih držav Amerike.

V tej regiji sta dve vrsti veverice, ki sta po raziskavi produkt alopatričnega dogodka speciacije. Ena vrsta živi v levi regiji, druga pa na desni, ločena z minimalno razdaljo. Vendar pa ti dve vrsti ne moreta prečkati.

Nasprotno pa vrste, ki se lahko prosto gibljejo na obeh straneh kanjona, niso pokazale nobenih znakov speciacije.

Izolacija in speciacija v ribah reke Kongo

Do zdaj je morda težko uporabiti koncept, opisan za vodne vrste. Vendar je to mogoče.

Cichlids so družina rib, za katere je značilna izjemna raznolikost v reki Kongo. Ta posebnost je pritegnila pozornost ihtiologov, ki so želeli razumeti, zakaj reko naseljujejo številne vrste in kateri dejavniki so bili naklonjeni množičnim dogodkom speciacije..

Po proučevanju konformacije reke so znanstveniki prišli do zaključka, da je hidrologija reke, ki jo povzročajo njene burne vode, delovala kot ovire, ki so preprečevale stik - in s tem genski tok - vrst rib, ki so bile zelo velike. blizu.

Reference

  1. Adds, J., Larkcom, E., in Miller, R. (2004). Genetika, evolucija in biotska raznovrstnost. Nelson Thornes.
  2. Ameriški naravni zgodovinski muzej. (2017). Evolucija rib kongov v Kongu, ki jo oblikujejo intenzivni brzaki: Genomska študija v spodnjem Kongu razkriva diverzifikacijo mikroskopov. ScienceDaily. Vzpostavljeno 16. oktobra 2018, iz www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170217161005.htm
  3. Audesirk, T., Audesirk, G., in Byers, B. E. (2004). Biologija: znanost in narava. Pearson Education.
  4. Curtis, H., in Schnek, A. (2006). Vabilo na biologijo. Ed Panamericana Medical.
  5. Mayr, E. (1997). Evolucija in raznolikost življenja: Izbrani eseji. Harvard University Press.
  6. Rice, S. (2007).Enciklopedija evolucije. Dejstva v spisu.
  7. Tobin, A. J., & Dusheck, J. (2005). Vprašanje o življenju. Učenje Cengage.