Τι είναι η ταχεία εξέλιξη στη Βιολογία;

Η εξέλιξη, από μια σύγχρονη σκοπιά, είναι ένα θέμα που φέρνει στο μυαλό τους ζωολόγους, γενετιστές και ειδικούς της φυλογένεσης. Είναι σαφές ότι ο πλανήτης Γη βρίσκεται σε μια περίοδο βαθιάς αλλαγής και, ως εκ τούτου, τα ποσοστά γονοτυπικής μεταβλητότητας και Το φαινοτυπικό πρότυπο του είδους δεν περιορίζεται πλέον στις παραδοσιακά υποτιθέμενες θεωρητικές παραμέτρους, τουλάχιστον σε κάποιο βαθμό. σημείο.

Για παράδειγμα, ίσως πολλοί δεν γνωρίζουν ότι, σήμερα, που γράφονται αυτές οι γραμμές, βρισκόμαστε στη μέση της έκτης μαζικής εξαφάνισης (ή ανθρωποκαινικής εξαφάνισης). Ο τρέχων ρυθμός εξαφάνισης είναι μεταξύ 100 και 1.000 φορές υψηλότερος από αυτό που θα αναμενόταν σε ένα φυσικό περιβάλλον και, επομένως, δεν είναι εκπλαγούμε όταν μαθαίνουμε ότι ένα στα 8 πουλιά, ένα στα 4 θηλαστικά και ένα στα 3 αμφίβια κινδυνεύουν με εξαφάνιση. Τα φυτά δεν είναι πολύ πίσω, καθώς το 70% όλων αυτών κινδυνεύουν.

Με αυτά τα προκαταρκτικά δεδομένα θέλουμε να δείξουμε μια πραγματικότητα: ταχέως εξελισσόμενες διαδικασίες

που ανταποκρίνονται στις περιβαλλοντικές διακυμάνσεις θα μπορούσαν να είναι ουσιαστικής σημασίας για τη μονιμότητα ορισμένων ταξινομικών κατηγοριών με την πάροδο του χρόνου σε έναν τόσο μεταβαλλόμενο και ασταθή κόσμο. Αν θέλετε να μάθετε όλα τα μυστικά πίσω από αυτήν την ελάχιστα εξερευνημένη ιδέα, συνεχίστε να διαβάζετε.

• Σχετικό άρθρο: «Η θεωρία της βιολογικής εξέλιξης: τι είναι και τι εξηγεί»

Τι είναι η βιολογική εξέλιξη;

Το να θέσουμε τα θεμέλια των εξελικτικών μηχανισμών είναι το πρώτο βήμα για να διερευνήσουμε επαρκώς το θέμα που μας απασχολεί εδώ. Με έναν απλό τρόπο, η εξέλιξη μπορεί να οριστεί ως το σύνολο των αλλαγών στους γενετικούς χαρακτήρες (συμπεριλαμβάνονται στο το γονιδίωμα) και φαινοτυπικό (η έκφραση του εν λόγω γονιδιώματος) των βιολογικών πληθυσμών μέσω του γενιές. Υπάρχουν δύο μεγάλοι τύποι εξέλιξης: η αποκλίνουσα και η συγκλίνουσα.

Η αποκλίνουσα εξέλιξη είναι αυτή κατά την οποία ένα είδος, με την πάροδο του χρόνου, χωρίζεται σε δύο διαφορετικά. Αυτός ο τύπος προσαρμοστικής διαδικασίας περιλαμβάνεται στον όρο "ειδοποίηση", όπου τα ζωντανά όντα του ίδιου πληθυσμού αποκτούν διαφορετικά χαρακτηριστικά πριν από διαφορετικά προκλήσεις, είτε λόγω φυσικών, φυσιολογικών ή χρωμοσωμικών φραγμών (μεταξύ πολλών άλλων) μέχρι να γίνουν διαφορετικά είδη που δεν μπορούν να αναπαραχθούν μεταξύ τους Ναι.

Από την άλλη, ένα είδος μπορεί να εμφανιστεί και όπου υπήρχε άλλο, χωρίς να χρειάζεται να χωριστούν δύο πληθυσμοί. Απλώς, οι γενετικές αλλαγές ενός συγκεκριμένου ταξινομικού τμήματος μπορούν να γίνουν αρκετές για να πούμε ότι ένα είδος έχει εξελιχθεί σε άλλο.

Στη συγκλίνουσα εξέλιξη, δύο (ή περισσότερα) διαφορετικά είδη αποκτούν παρόμοια χαρακτηριστικά επειδή έχουν υποβληθεί σε παρόμοιες εξελικτικές πιέσεις.. Για παράδειγμα, τα σώματα μιας φάλαινας και ενός ψαριού έχουν συγκρίσιμα χαρακτηριστικά με λειτουργίες ανάλογες (κολύμπι και προκαταρκτική υποβρύχια), αλλά η εξελικτική ιστορία και η καταγωγή τους είναι εντελώς διαφορετικός.

Τέλος, είναι απαραίτητο να σημειωθεί ότι ο πιο ισχυρός μηχανισμός κατά την περιγραφή της εξέλιξης των ειδών είναι η επιλογή. φυσική, αυτή η «δύναμη» που προάγει τη μονιμότητα του πιο ικανού και κάνει τους λιγότερο βιώσιμους να καταλήξουν να εξαφανιστούν από την «πισίνα» γενετική. Ακόμα κι έτσι, αυτό δεν είναι το μόνο: διαδικασίες όπως η γενετική μετατόπιση προκαλούν την απώλεια και την παραλλαγή των γονιδίων σε πληθυσμούς, αν και αυτοί είναι τυχαίοι και δεν ανταποκρίνονται στη βιολογική καταλληλότητα των όντων ζωντανός.

• Μπορεί να σας ενδιαφέρει: "Τσαρλς Δαρβίνος: βιογραφία αυτού του διάσημου Άγγλου φυσιοδίφη"

Τι εννοούμε με τον όρο «ταχεία εξέλιξη»;

Η προσαρμογή της ταχείας εξέλιξης στον τρέχοντα ορισμό της εξέλιξης είναι εξαιρετικά περίπλοκη, καθώς θεωρείται ότι Γενετικές αλλαγές στα ζωικά είδη (όχι τόσο σε ιούς και βακτήρια) συμβαίνουν αργά, για χιλιάδες χρόνια. χρόνια.

Ο όρος «ταχεία εξέλιξη» χρησιμοποιείται σε επιστημονικές δημοσιεύσεις για να περιγράψει το αλλαγές στις συχνότητες των αλληλόμορφων (γονιδιακές παραλλαγές) εντός ενός συγκεκριμένου πληθυσμού μέσα σε λίγες γενιές. Αυτές οι αλλαγές στο ίδιο είδος μπορεί να προκύψουν από την εμφάνιση νέων γονότυπων (μεταλλάξεις), τη γονιδιακή ροή μεταξύ πληθυσμών ή γενετικά μείγματα μεταξύ ατόμων ή/και ειδών.

Μερικοί συγγραφείς υποστηρίζουν ότι η ταχεία εξέλιξη πρέπει να συνεπάγεται μια αλλαγή στην οικολογική τροχιά των πληθυσμών που την βιώνουν, δηλαδή Με άλλα λόγια, πρέπει να μεταφραστεί σε μια σειρά από χειροπιαστές παρατηρήσεις που αποδεικνύουν ότι το ζωντανό ον έχει «διαφοροποιηθεί», απλοποιώντας τη γλώσσα με ανώτατο όριο. Εν τω μεταξύ, άλλοι ερευνητές υποστηρίζουν ότι αυτό δεν χρειάζεται να συμβαίνει: μερικές φορές μπορεί να συμβεί ταχεία εξέλιξη για να διατηρηθεί η status quo ενός πληθυσμού στο οικοσύστημα στο οποίο πολλαπλασιάζεται, χωρίς να χρειάζεται να προκαλέσει ηθολογικές αλλαγές ή στην τροφική του αλυσίδα, παράδειγμα.

Η φυλή των πληθυσμών κατά της εξαφάνισης

Το δυναμικό τοπικής προσαρμογής από έναν πληθυσμό (και επομένως το δυναμικό του για ταχεία εξέλιξη) εξαρτάται από διάφορους παράγοντες. Μεταξύ αυτών, βρίσκουμε τα εξής:

• Η τοπική δύναμη επιλογής, δηλαδή οι περιβαλλοντικές αλλαγές και προκλήσεις που πρέπει να αντιμετωπίσει ο συγκεκριμένος πληθυσμός.
• Ο αριθμός των μεταβλητών γονιδίων στον αναλυόμενο πληθυσμό.
• Το μέγεθος του πληθυσμού, επειδή όσο μεγαλύτερος είναι, τόσο περισσότερο μπορεί να αντιμετωπίσει τυχαίες διαδικασίες όπως η γενετική μετατόπιση.

Έτσι, το βλέπουμε ένας επιταχυνόμενος ρυθμός εξέλιξης εξαρτάται τόσο από το περιβάλλον όσο και από τα εγγενή χαρακτηριστικά των αναλυόμενων ειδών. Για παράδειγμα, αν κοιτάξουμε μια ταξινομική ομάδα που έχει σχεδόν αλλάξει τα τελευταία 1.000 χρόνια και που παρουσιάζει γενετική μεταβλητότητα εξαιρετικά μικρό, δυσκολευόμαστε να φανταστούμε ότι θα μπορούσε να συσσωρεύσει ξαφνικά απτές γονοτυπικές αλλαγές σε λίγες γενιές.

Επιπλέον, πρέπει να σημειωθεί ότι υπάρχουν περιοχές επιταχυνόμενης ανάπτυξης του DNA (ARs) σε πολλά ζωικά είδη, δηλαδή υφίστανται πολύ ταχύτερους ρυθμούς μετάλλαξης από τον αναμενόμενο. Θα μπορούσε κανείς να φανταστεί ότι όσο υψηλότερο είναι το ποσοστό των AR, τόσο πιο πιθανή θα ήταν η ταχεία εξέλιξη, αλλά και πάλι, σε αυτό το σημείο μπορούμε μόνο να υποθέσουμε.

Οι σπίνοι του Δαρβίνου: παράδειγμα βιβλίου

Το να μιλάμε για ταχεία εξέλιξη σήμερα είναι, σε πολλές περιπτώσεις, αναληθές, αφού ακόμα κι αν συμβεί σε μικρότερο χρονικό διάστημα από τις κανονικές εξελικτικές διαδικασίες, εξακολουθεί να είναι πολύ μεγάλο διάστημα για να το καλύψουν μία (ή περισσότερες) μελέτες.

Από την άλλη πλευρά, υπάρχουν παραδείγματα που καταδεικνύουν σε κάποιο βαθμό τις ιδέες που διατυπώνονται εδώ. Ένα ξεκάθαρο γεγονός που δείχνει αυτό είναι αυτό ενός από τους σπίνους του Δαρβίνου (κάτοικος των νησιών Γκαλαπάγκος) που, σύμφωνα με μια μελέτη, μείωσε το μέσο μέγεθος λογαριασμού της σε 22 χρόνια λόγω της εισαγωγής ενός άλλου ανταγωνιστικού είδους.

Αποδεικνύεται ότι σπίνοι με μεγαλύτερο ράμφος εισήχθησαν στο περιβάλλον τους και, ως εκ τούτου, εκτοπίστηκαν στους αρχικούς σπίνους με μεγάλο ράμφος καθώς είναι πιο αποτελεσματικοί στην καταστροφή των σκληρών σπόρων. Ετσι ώστε, τα πουλιά με μικρότερα ράμφη που εκμεταλλεύονταν μια θέση ευημερούσαν όλο και περισσότερο (οι μικρότεροι σπόροι) όπου δεν υπήρχαν ανταγωνιστές. Για το λόγο αυτό, σιγά σιγά αυξήθηκε η αναλογία των ατόμων στον αρχικό πληθυσμό με μικρές κορυφές.

τελικές εκτιμήσεις

Μην πιστεύετε όλα όσα βλέπετε σε ορισμένα μέσα. Το επιχείρημα της παρουσίας μιας ταχείας εξελικτικής διαδικασίας είναι εξαιρετικά περίπλοκο, αφού δεν συμβαίνει σε μία ή δύο γενιές. Υπάρχουν πολλοί παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη και, ως εκ τούτου, σας θέτουμε τα εξής ερωτήματα: ο ευνοημένος χαρακτήρας στον πληθυσμό υπήρχε ήδη πριν από την υποτιθέμενη «ταχεία εξέλιξη»; Έχει διορθωθεί με την πάροδο του χρόνου ή είναι μια σποραδική παρατήρηση; Είναι σημαντική η απόκλιση;

Για παράδειγμα, ορισμένα μέσα υποστηρίζουν ότι ορισμένα είδη έχουν «μάθουν» να μεταβολίζουν το δηλητήριο ενός είδους που εισήχθη στον βιότοπό τους σε λίγα χρόνια. Συναρπαστικό, σωστά; Τολμούμε να πούμε ότι αυτό είναι πρακτικά αδύνατο. Είναι ένα πράγμα να υπάρχουν μεταλλάξεις σε έναν πληθυσμό που αλλοιώνουν τη σύνθεση μιας τοξίνης και της ευνοούνται τα άτομα που το παρουσιάζουν, και άλλο διαφορετικό ότι αυτός ο χαρακτήρας εμφανίζεται από τον τίποτα ως απάντηση σε μια δεδομένη επιλεκτική πίεση. Αν η ταχεία εξέλιξη ήταν τόσο απλή και αποτελεσματική, πώς γίνεται να εξαφανίζονται σχεδόν 150 είδη κάθε 24 ώρες;

Περίληψη

Σε αυτές τις τελευταίες γραμμές δεν προσπαθήσαμε, μακριά από αυτό, να απορρίψουμε την έννοια της ταχείας εξέλιξης. Αυτό που χρειάζεται είναι μια κριτική και αναλυτική οπτική. Η εξέλιξη, σε όλες τις περιπτώσεις, είναι μια αργή διαδικασία που απαιτεί καθήλωση χαρακτήρων με την πάροδο του χρόνου. Απλώς δεν μπορούμε να γνωρίζουμε αν μια πληθυσμιακή τάση είναι σποραδική ή οριστική παρά πολλά χρόνια αργότερα. της τεκμηρίωσής του και, ως εκ τούτου, η απόδειξη της ταχείας εξέλιξης σε πολύπλοκα όντα είναι πραγματικός πονοκέφαλος. κεφάλι.

Βιβλιογραφικές αναφορές:

• Ferris, E., Abegglen, L. Μ., Σίφμαν, Τζ. D., & Gregg, C. (2018). Η επιταχυνόμενη εξέλιξη σε διακριτικά είδη αποκαλύπτει υποψήφια στοιχεία για κλινικά σχετικά χαρακτηριστικά, συμπεριλαμβανομένης της αντοχής στη μετάλλαξη και στον καρκίνο. Cell report, 22(10), 2742-2755.
• Μάρον, Τζ. L., Vilà, M., Bommarco, R., Elmendorf, S., & Beardsley, P. (2004). Ταχεία εξέλιξη ενός χωροκατακτητικού φυτού. Οικολογικές Μονογραφίες, 74(2), 261-280.
• Τόμσον, Τζ. όχι. (1998). Ταχεία εξέλιξη ως οικολογική διαδικασία. Trends in ecology & evolution, 13(8), 329-332.
• Yoshida, T., Jones, L. Ε., Έλνερ, Σ. P., Fusmann, G. F., & Hairston, N. σολ. (2003). Η ταχεία εξέλιξη οδηγεί την οικολογική δυναμική σε ένα σύστημα αρπακτικών-θηραμάτων. Nature, 424 (6946), 303-306.