Evoluční úzké místo: co to je a jak to ovlivňuje druhy

Když přemýšlíme o vývoji živých bytostí, první věc, která nás napadne, je přirozený výběr, slavná postulace, kterou vytvořil Charles Darwin ve své nadčasové práci dnes: Původ druh. Navzdory skutečnosti, že to bylo několikrát přeformulováno a byly získány nové poznatky týkající se tohoto předmětu, je tento evoluční jev nesporný.

Přírodní výběr se zabývá řadou velmi jednoduchých předpokladů: genom živých bytostí mutuje, rekombinuje (v případě sexuální reprodukce) a chromozomy mohou měnit tvar a / nebo počet. Jelikož geny nejsou napříč generacemi těsné, někdy se objevují nové rysy, které upřednostňují jednotlivce, kteří je nosí. Jindy jsou mutace tiché nebo škodlivé, takže se na druh nedívají.

Řekněme například, že mutace v určitém genu způsobí, že pták má o něco delší ocasní pera. Pokud tato vlastnost přitahuje ženy, muž s dlouhým ocasem se bude množit více než zbytek jedinců svého druhu. Pokud je tato vlastnost dědičná, objeví se stále více exemplářů s dlouhými ocasy, protože by měli v průměru více potomků. Nakonec by tato prospěšná postava skončila na druhu.

Toto je jasný příklad přirozeného výběru sexuální povahy, protože proces kóduje výběr žen. Každopádně ne každý ví, že v přírodě „ne všechno má důvod“. Budete vědět, co máme na mysli, pokud budete pokračovat ve čtení, protože vám řekneme, co je to genetický drift a jeho obzvláště nápadná varianta: evoluční úzké místo.

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

Co je genetický drift?

Evoluční mechanismy nejsou dokonalé, jak se zdá, když studují určité adaptace zvířat na hodinách biologie. Přirozený výběr působí jako nedobrovolná a nevědomá síla, ale živé bytosti „dělají, co mohou, s tím, co mají“. Určité vlastnosti by pro zvíře v konkrétním prostředí byly jistě ideální, ale může se stát, že jde o mutaci U druhu je nemožné, nebo jednoduše, že tělo zvířete není určeno k využití výklenku kostky.

Kromě toho je třeba poznamenat, že přirozený výběr není jediným evolučním mechanismem u živých bytostí. K dispozici je také genetický drift, stochastický (nedeterministický) účinek, který způsobuje variaci genů v náhodných generacích kvůli chybě vzorkování.

Praktický příklad

Vezměme si příklad. V trpasličí populaci je 7 červených a 3 zelení brouci. Ukazuje se, že zelené barvy lépe splývají s prostředím, a proto snižují pravděpodobnost, že budou předcházet, a mohly by se snadněji reprodukovat než červené. Není pochyb o tom, že v tomto případě jsou zelení bezobratlí „vhodnější na evoluční úrovni“.

Bohužel, než se tyto 3 vzorky dostanou ke kopulaci, kráva šlápne na zem a rozdrtí je. Savec se vědomě nerozhodl ukončit život brouků, protože se je nepokoušel lovit, ani s nimi nijak neinteragoval. Rys těchto coleopteranů byl nepochybně pozitivní, ale náhodou prospěšné geny zmizely.

Aby, Genetický drift má tendenci snižovat genetickou rozmanitost: pokud by se šlapalo na 3 červené brouky (nejběžnější znak), stále by existovaly další 4, které by se mohly množit. Přestože by zelená barva byla pro tento druh prospěšná, došlo k náhodnému neštěstí, že byl gen vymazán z populace zcela neoficiálním činem. Takto funguje genetický drift.

V tomto scénáři se předpokládá, že šance na šlapání budou stejné pro zeleného a červeného brouka. Pokud ne, vzorkování by nebylo náhodné.

Evoluční překážka v genetickém driftu

Na chvíli si představte, že ve výše uvedeném příkladu je populace 10 000 brouků, 7 000 červených a 3 000 zelených: v tomto V tomto případě, bez ohledu na to, jak moc kráva rozdrtí 3 vzorky určité barvy, zelené geny zůstanou dlouhé období. S touto premisou se rozumí, že genetický drift ovlivňuje mnohem více malé populace.

Evoluční úzké místo mezitím je událost, při které dojde k náhlému drastickému poklesu populace v důsledku události v oblasti životního prostředí, jako je zemětřesení, hladomor, nemoc nebo bohužel lidské činnosti. Pokud v naší populaci 10 000 různobarevných brouků existuje povodeň, která zanechává pouze 10 vzorků naživu není těžké si představit, jak bude genetický drift schopen jednat mnohem jednodušeji v týrané populaci vyčerpaný.

Abychom pochopili důsledky evolučního úzkého místa, musíme rozebrat řadu pojmů, které jsou stejně konkrétní i vzrušující. Jít na to.

Minimální životaschopná populace

V biologii ochrany je minimální životaschopná populace (MVP) minimální počet jedinců v populaci, kteří mohou přežít, aniž by se časem zhroutila. Na teoretické úrovni může populace s počtem jedinců větším než MVP existovat navzdory běžné přírodní katastrofy, nedostatek očekávaného jídla nebo účinky genetického driftu dříve popsáno.

Neexistuje žádný konkrétní minimální počet životaschopných populací, protože druh, jako je ropucha obecná (Bufo spinosus), která snáší tisíce vajec, není stejný. ročně než slon (Loxodonta africana), druh, jehož samice porodí při narození pouze jedno tele a mají březost 22 měsíce. V závislosti na době vývoje, těhotenství, reprodukčních cyklech a mnoha dalších parametrech může být hodnota MVP mnohem vyšší nebo nižší.

Obecně lze obecně stanovit, že optimální MVP u jakéhokoli druhu je ten, který zajišťuje populační stálost 95-99% za 1 000 let, s vědomím, že během tohoto intervalu mohou nastat katastrofy a škodlivé události dočasný. Jak si dokážete představit, pokud bude mít úzké místo populaci s číslem pod hodnotou MVP, bude to odsouzeno k zániku.

• Mohlo by vás zajímat: „Co je to genetický kód a jak funguje?“

Efektivní velikost populace (Ne)

Dalším velmi zajímavým parametrem (ale mnohem obtížněji pochopitelným) je efektivní velikost populace (Ne). To je definováno jako počet jedinců, které by idealizovaná populace měla mít, aby bylo konkrétní množství zájmu stejné v idealizované populaci jako ve skutečné populaci. Zjednodušeně řečeno, Ne pomáhá genetikům pochopit skutečný počet jedinců, kteří se v populaci množí.

Vraťme se znovu k našim broukům. V počáteční populaci 10 000 exemplářů máme mnoho živých bytostí, ale to neznamená, že jdou všichni množit se každý rok, snad proto, že si navzájem konkurují, nebo proto, že prostor pro kladení vajec je omezený. Proto i když je celkový počet populace 10 000 (N: 10 000), efektivní velikost populace může být například 300 jedinců (Ne: 300). To má mnoho důsledků na evoluční úrovni, protože právě tento parametr pro nás při kvantifikaci možných účinků úzkého místa skutečně záleží.

Tento příklad může znít přitažlivě, ale například malé účinné velikosti jsou u populací divokých obojživelníků velmi běžné. Muži intenzivně soutěží s ostatními uchazeči o přístup k ženám a o Bohužel mnoho let existují sucha a nenacházejí dostatek vodních zdrojů k uložení vajíčka. I když je tedy u dané populace zkoumáno 1 000 dospělých, mohlo se toho roku reprodukovat pouze 100 (což je velmi optimistické).

Životopis

Stručně řečeno, zde jsme vás naučili, co je genetický drift, co je úzké místo a na čem závisí jeho účinky. Pokud katastrofická událost způsobí evoluční překážku, která navíc zanechá populaci druhu pod MVP, který je charakterizován nízkým Ne, si můžete představit výsledek.

Účinky této události si v první řadě nemusíme všimnout, ale s každou generací postižené populace dojde k erozi genofondu a proto zúčastněné osoby nakonec budou trpět příbuzenským plemenem a mizí v důsledku nemocí, mutací, nedostatečných adaptací a biologické životaschopnosti vyčerpaný.

Bibliografické odkazy

• Barbadilla, A. (2012). Populační genetika. Autonomní univerzita v Barceloně. Na: http://biologia. uab. es / divulgacio / genpob. html # faktory, konzultováno, 27 (10), 2012.
• López, S. F. (2001). Vývoj genů histokompatibility třídy I v záření z jihoamerických stehlíků (lúganos) (disertační práce, Complutense University of Madrid).
• Roffé, A. (2014, srpen). Genetický drift jako evoluční síla. Na IX Zasedání konference AFHIC / XXV Epistemologie a historie věd.
• SEOANE, C. A. S., KAGEYAMA, P. Y., RIBEIRO, A., MATIAS, R., Reis, M. S., BAWA, K., & SEBBENN, A. M. (2005). Účinky fragmentace lesů na migraci semen a dočasnou genetickou strukturu populací Euterpe edulis Mart. Revista do Instituto Florestal, 17 (1), 23-43.