Evoluční záchrana: co to je a jak ovlivňuje zachování druhů

Klimatické změny a antropizace si vybírají svou daň na ekosystémech, a proto odborníci odhadují, že každých 24 hodin vyhyne 150 až 200 druhů živých bytostí. Nejlépe neprožívají ani biotopy, neboť se také odhaduje, že celkem 13,7 milionu hektarů lesa ročně na celém světě, což je ekvivalent plochy, kterou zabírá Řecko.

Všechna tato data nám ukazují realitu, kterou je těžké rozpoznat: Země se blíží k bodu, odkud není návratu. Dokáže příroda držet krok se změnami zaváděnými lidmi? Mají živé bytosti dostatek evolučních strategií, aby se vyrovnaly se závratnou rychlostí změn prostředí? Na tuto otázku a mnohé další se snaží odpovědět evoluční teorie záchrany. Vysvětlujeme vám to níže.

• Související článek: "Teorie biologické evoluce: co to je a co vysvětluje"

Jaká je teorie evoluční záchrany?

Lidská bytost je v šestém hromadném vymírání (holocénní vymírání), protože rychlost vymírání druhů je dnes 100 až 1000krát vyšší než přirozený průměr v evoluci. Bohužel tato data byla při mnoha příležitostech podložena vědeckými důkazy.

Podle Mezinárodní unie pro ochranu přírody (IUCN) více než 32 000 taxonů živých bytostí je ohroženo, to jest: jeden z osmi druhů ptáků, jeden ze čtyř savců, téměř polovina obojživelníků a 70 % rostlin. V souhrnu je 27 % všech druhů hodnocených lidmi v nějaké kategorii ohrožení.

To vyvolává následující otázku pro odborníky na ochranu přírody: Mají živé bytosti nástroje, jak čelit rostoucí hrozbě, kterou je lidská činnost? Jak některé druhy přežily jiné události vymírání? Evoluční teorie záchrany se snaží tyto odpovědi částečně pokrýt alespoň na papíře.

Teoretické základy teorie evoluční záchrany

Tváří v tvář klimatickým změnám, populace živých bytostí mají tři nástroje, jak přežít v průběhu času:

• Fenotypová plasticita: odkazuje na genetické vlastnosti jedince přizpůsobit se změnám prostředí. Genotyp kóduje více než jeden fenotyp.
• Rozptýlení: Jakýkoli pohyb populace, který má potenciál vést k toku genů mezi jedinci určitého druhu.
• Adaptivní evoluce: rychlá speciace jednoho nebo více druhů za účelem zaplnění mnoha nových ekologických nik.

I když v krátkodobém horizontu může být řešením jev rozptylu, fyzický prostor je konečný a nová prozkoumaná území jsou obvykle již obsazena jinými živými bytostmi. Z tohoto důvodu setrvání druhů v měnícím se prostředí do značné míry závisí na jejich schopnosti adaptivně se vyvíjet, to znamená specializovat se na nové environmentální varianty dříve zmizet.

Na tomto posledním bodě je založena teorie evoluční záchrany. Jinými slovy, navrhuje, aby se živé bytosti mohly zotavit z environmentálních stresů prostřednictvím výhodné genetické modifikacemísto toho, aby vkládali všechny své „naděje“ do toku genů, migrace jedinců nebo rozptýlení.

„Typická evoluce“ navrhuje, aby se živé bytosti vyvíjely pomalu, ale my už nejsme v typické situaci. Zkoumá se tedy nový koncept „současné evoluce“, nebo co je totéž, že živé bytosti se mohou v krátké době vyvíjet rychleji, aby přežily v prostředí navzdory rychlým změnám, které v něm probíhají.

• Mohlo by vás zajímat: „Speciace: co to je a jak se vyvíjí v biologické evoluci“

Faktory, které je třeba vzít v úvahu

V evoluční teorii záchrany hraje klíčovou roli několik faktorů. Na následujících řádcích vám je stručně představujeme.

1. demografické faktory

Teoretické předpoklady stanoví, že velikost hodnocené populace je zásadním faktorem pro zjištění, zda může dojít k evoluční záchraně či nikoli. v populacích existuje hodnota zvaná „minimální životaschopná populace“ (MVP), spodní hranice, která umožňuje druhu přežít v přírodě. Když jsou taxony pod touto hodnotou, vyhynutí se stává mnohem pravděpodobnějším kvůli stochastickým nebo náhodným procesům, jako je genetický drift.

Čím déle je tedy populace pod MVP, tím menší je pravděpodobnost evoluční záchrany. Navíc, čím rychleji populace klesá, tím více se snižuje životaschopnost této teorie: druhu musí být poskytnut „čas“, aby vytvořil životaschopnou adaptaci, než bude přivolán k vyhynutí.

2. Genetické faktory

Genetická variabilita druhu, míra mutací, které představuje, a jeho rozptylový index jsou také klíčem k tomu, aby se v něm odehrával evoluční fenomén záchrany.

Přirozeně, čím větší je genetická variabilita populace, tím pravděpodobnější bude záchrana, protože přírodní výběr může působit na větší počet vlastností. To zvýhodní ty nejvhodnější pro danou chvíli a v ideálním případě zmizí ti nejméně připravení a populace bude kolísat k nejúčinnější změně: dojde k adaptivní evoluci.

Míra mutací by také měla podporovat evoluční záchranu, protože neškodlivé nebo prospěšné mutace jsou dalším způsobem, jak získat genetickou variabilitu u druhů. Bohužel u zvířat je tento jev obvykle velmi pomalý.

3. vnější faktory

Jasně, pravděpodobnost úspěšné evoluční záchrany závisí také na prostředí. Pokud je rychlost změny prostředí rychlejší než rychlost generační obměny populace, věci se nesmírně zkomplikují. Stejně tak hraje zásadní roli interakce s jinými živými bytostmi: obojí vnitrodruhové a mezidruhové soutěže mohou zvýšit nebo snížit šance na záchranu evoluční.

Praktický přístup

Zatím jsme vám řekli něco z teorie, ale v ideálním případě by měl být jakýkoli postulát založen, alespoň částečně, na praktických pozorováních. Bohužel dokazování teorie evoluční záchrany je nesmírně složité, o to víc, když to vezmeme v úvahu jsou vyžadovány genetické testy a populační sledování, které musí být udržovány po desetiletí.

Velmi jasným příkladem (i když ne zcela platným vzhledem k jeho antropické povaze) je rezistence různých skupin bakterií vůči antibiotikům. Bakterie mutují mnohem rychleji, než se evolučně očekávalo, protože léky si průběžně neúmyslně vybírají ty nejodolnější a životaschopné jedince. Totéž se děje s některými druhy hmyzu a aplikací insekticidů na plodiny.

Dalším ideálním případem by mohl být případ králíků, protože virová myxomatóza snížila jejich populace v některých oblastech Evropy a Austrálie během 20. století až o 99 %.. To vedlo k dlouhodobé selekci jedinců s mutacemi odolnými vůči infekci (byly identifikovány až 3 účinné genetické variace). Tato skutečnost alespoň částečně zabránila úplnému vymizení druhu, protože imunorezistentní jsou ty, které mají potomky a časem vydrží.

nevyřešené problémy

Ačkoli dříve vystavená data vypadají slibně, musíme to zdůraznit pro každý případ zarážející, existuje mnoho dalších, ve kterých druhy zmizely kvůli virům a pandemiím bez proudu Nedělat nic. Toto je příklad houby chytrid u obojživelníků, která za pouhých 50 let způsobila úbytek 500 druhů obojživelníků a úplné vyhynutí téměř 100 z nich. Samozřejmě v žádném případě nemáme co do činění se zázračným adaptivním mechanismem.

Další problém, který je třeba vyřešit, je skutečný rozdíl mezi evoluční záchranou a normální mírou adaptace. Rozlišení obou termínů je přinejmenším složité, protože je zapotřebí mnoho empirických důkazů a faktorů, které je třeba vzít v úvahu pro každý analyzovaný druh.

souhrn

Možná, že tyto pojmy mohou znít pro čtenáře trochu matoucí, ale pokud chceme, abyste měli představu dříve konec, toto je následující: evoluční záchrana není činem prováděným lidskou bytostí ani měřítkem toho konzervace, ale hypotetická situace, ve které se živí tvorové mohou vyrovnat s tlaky prostředí díky rychlému adaptivnímu vývoji.

Empirické testování tohoto konceptu představuje obrovskou logistickou složitost vyžaduje velmi dlouhodobé sledování populace, genetické analýzy a mnoho dalších parametry. V žádném případě nemůžeme věřit, že příroda sama napraví katastrofu, kterou jsme vytvořili: pokud někdo může tuto situaci zvrátit, alespoň částečně, je to člověk.

Bibliografické odkazy:

• Údaje o vymírání: Mezinárodní unie pro ochranu přírody (IUCN).
• Carlson, S. M., Cunningham, C. J. a Westley, P. NA. (2014). Evoluční záchrana v měnícím se světě. Trends in Ecology & Evolution, 29(9), 521-530.
• Bell, G., & González, A. (2009). Evoluční záchrana může zabránit vyhynutí po změně životního prostředí. Ekologické listy, 12(9), 942-948.
• Bell, G. (2017). Evoluční záchrana. Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics, 48, 605-627.
• Bell, G. (2013). Evoluční záchrana a limity adaptace. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 368(1610), 20120080.