Εξελικτική συμφόρηση: τι είναι αυτό και πώς επηρεάζει τα είδη

Όταν σκεφτόμαστε την εξέλιξη των ζωντανών όντων, το πρώτο πράγμα που έρχεται στο μυαλό είναι η φυσική επιλογή, εκείνη τη διάσημη διατύπωση που έγινε από τον Charles Darwin στο διαχρονικό του έργο: The Origin of είδος. Παρά το γεγονός ότι έχει αναδιατυπωθεί επανειλημμένα και έχουν ληφθεί νέες γνώσεις σχετικά με το θέμα, αυτό το εξελικτικό φαινόμενο είναι αδιαμφισβήτητο.

Η φυσική επιλογή αφορά μια σειρά πολύ απλών χώρων: το γονιδίωμα των ζωντανών όντων μεταλλάσσεται, ανασυνδυάζεται (σε ​​περίπτωση σεξουαλικής αναπαραγωγής) και τα χρωμοσώματα μπορούν να αλλάξουν σχήμα ή / και αριθμό. Καθώς τα γονίδια δεν είναι σφιχτά σε γενιά, εμφανίζονται νέα χαρακτηριστικά που ευνοούν τα άτομα που τα μεταφέρουν. Σε άλλες περιπτώσεις, οι μεταλλάξεις είναι σιωπηλές ή επιβλαβείς, έτσι δεν βλέπουν το είδος.

Ας πούμε, για παράδειγμα, ότι μια μετάλλαξη σε ένα συγκεκριμένο γονίδιο αναγκάζει ένα πουλί να έχει ελαφρώς μακρύτερα φτερά ουράς. Εάν αυτό το χαρακτηριστικό προσελκύσει θηλυκά, το αρσενικό με μακριά ουρά θα αναπαραχθεί περισσότερο από τα υπόλοιπα άτομα του είδους του. Εάν αυτό το χαρακτηριστικό είναι κληρονομικό, θα εμφανίζονται όλο και περισσότερα δείγματα με μεγάλες ουρές, καθώς θα έχουν περισσότερους απογόνους κατά μέσο όρο. Στο τέλος, αυτός ο ωφέλιμος χαρακτήρας θα καταλήξει να είναι σταθερός στο είδος.

Αυτό είναι ένα σαφές παράδειγμα φυσικής επιλογής σεξουαλικής φύσης, καθώς είναι η επιλογή των γυναικών που κωδικοποιεί τη διαδικασία. Εν πάση περιπτώσει, αυτό που δεν γνωρίζουν όλοι είναι ότι στη φύση "δεν έχουν όλα λόγο." Θα ξέρετε τι εννοούμε εάν συνεχίζετε να διαβάζετε, γιατί θα σας πούμε τι είναι η γενετική μετατόπιση και μια ιδιαίτερα εντυπωσιακή παραλλαγή της: η εξελικτική συμφόρηση.

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

Τι είναι η γενετική μετατόπιση;

Οι εξελικτικοί μηχανισμοί δεν είναι τέλειοι, όσο φαίνονται όταν μελετά συγκεκριμένες ζωικές προσαρμογές σε τάξεις βιολογίας. Η φυσική επιλογή δρα ως ακούσια και ασυνείδητη δύναμη, αλλά τα ζωντανά όντα "κάνουν ό, τι μπορούν με αυτό που έχουν". Σίγουρα ορισμένα χαρακτηριστικά θα ήταν ιδανικά για ένα ζώο σε ένα συγκεκριμένο περιβάλλον, αλλά η μετάλλαξη μπορεί είναι αδύνατο στο είδος ή ότι, απλά, το σώμα του ζώου δεν έχει σχεδιαστεί για να εκμεταλλευτεί μια θέση ζάρια.

Επιπλέον, πρέπει να σημειωθεί ότι η φυσική επιλογή δεν είναι ο μόνος εξελικτικός μηχανισμός στα ζωντανά όντα. Υπάρχει επίσης γενετική μετατόπιση, μια στοχαστική (μη ντετερμινιστική) επίδραση που προκαλεί τη μεταβολή των γονιδίων σε τυχαίες γενιές, λόγω σφάλματος δειγματοληψίας.

Ένα πρακτικό παράδειγμα

Ας πάρουμε ένα παράδειγμα. Σε έναν νάνο πληθυσμό υπάρχουν 7 κόκκινα και 3 πράσινα σκαθάρια. Αποδεικνύεται ότι τα χόρτα αναμειγνύονται καλύτερα με το περιβάλλον και, ως εκ τούτου, μειώνουν τις πιθανότητες να γίνουν αρπακτικά και θα μπορούσαν να αναπαραχθούν πιο εύκολα από τα κόκκινα. Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι τα πράσινα ασπόνδυλα, στην περίπτωση αυτή, είναι "πιο κατάλληλα σε εξελικτικό επίπεδο".

Δυστυχώς, προτού αυτά τα 3 δείγματα μπορέσουν να συσσωρευτούν, μια αγελάδα σκαρφαλώνει στο έδαφος και τα συνθλίβει. Το θηλαστικό δεν έχει συνειδητά επιλέξει να τερματίσει τη ζωή των σκαθαριών, δεδομένου ότι δεν προσπάθησε να τα θηράσει ούτε έχει αλληλεπιδράσει με αυτά με κανέναν τρόπο. Το χαρακτηριστικό αυτών των κολοπτερών ήταν αναμφίβολα θετικό, αλλά τυχαία, τα ευεργετικά γονίδια έχουν εξαφανιστεί.

Ετσι ώστε, Η γενετική μετατόπιση τείνει να μειώσει τη γενετική ποικιλομορφία: εάν είχαν προχωρήσει 3 κόκκινοι σκαθάρια (το πιο κοινό χαρακτηριστικό), θα υπήρχαν ακόμη άλλα 4 που θα μπορούσαν να αναπαραχθούν. Όσο το πράσινο χρώμα θα ήταν ευεργετικό για το είδος, ήταν η τυχαία ατυχία που το γονίδιο έχει διαγραφεί από τον πληθυσμό με μια εντελώς ανεκδοτική πράξη. Έτσι λειτουργεί η γενετική μετατόπιση.

Σε αυτό το σενάριο, οι πιθανότητες να παραμείνουν οι ίδιες για τους πράσινους και κόκκινους σκαθάρια. Εάν όχι, η δειγματοληψία δεν θα ήταν τυχαία.

Η εξελικτική συμφόρηση στη γενετική μετατόπιση

Για μια στιγμή, φανταστείτε ότι στο παραπάνω παράδειγμα ο πληθυσμός είναι 10.000 σκαθάρια, 7.000 κόκκινα και 3.000 πράσινα: σε αυτό Σε αυτήν την περίπτωση, όσο κι αν μια αγελάδα συνθλίβει 3 δείγματα συγκεκριμένου χρώματος, τα πράσινα γονίδια θα συνεχίσουν να παραμένουν μακριά όρος. Με αυτήν την υπόθεση, γίνεται κατανοητό ότι η γενετική μετατόπιση επηρεάζει πολύ τους μικρούς πληθυσμούς.

Η εξελικτική συμφόρηση, εν τω μεταξύ, είναι ένα συμβάν στο οποίο μια ξαφνική δραστική μείωση του πληθυσμού βιώνεται από περιβαλλοντικό γεγονός, όπως σεισμός, λιμός, ασθένεια ή, δυστυχώς, ανθρώπινες δραστηριότητες. Εάν στον πληθυσμό μας των 10.000 πολύχρωμων σκαθαριών υπάρχει μια πλημμύρα που αφήνει μόνο 10 δείγματα ζωντανό, δεν είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς πώς η γενετική μετατόπιση θα είναι σε θέση να ενεργεί πολύ πιο εύκολα στον πληθυσμό που έχει υποστεί κακομεταχείριση εξαντλημένο.

Προκειμένου να κατανοήσουμε τις επιπτώσεις μιας εξελικτικής συμφόρησης, πρέπει να τεμαχίσουμε μια σειρά όρων που είναι τόσο συγκεκριμένοι όσο είναι συναρπαστικοί. Καν 'το.

Ο ελάχιστος βιώσιμος πληθυσμός

Στη βιολογία διατήρησης, ο ελάχιστος βιώσιμος πληθυσμός (MVP) είναι ο ελάχιστος αριθμός ατόμων σε έναν πληθυσμό που μπορεί να επιβιώσει χωρίς να καταρρεύσει με την πάροδο του χρόνου. Σε θεωρητικό επίπεδο, ο πληθυσμός με αριθμό ατόμων μεγαλύτερων από το MVP μπορεί να υπάρχει παρά το φυσιολογικές φυσικές καταστροφές, η έλλειψη αναμενόμενης τροφής ή οι επιπτώσεις της γενετικής μετατόπισης στο παρελθόν περιγράφεται.

Δεν υπάρχει συγκεκριμένος ελάχιστος βιώσιμος αριθμός πληθυσμού, καθώς ένα είδος όπως ένας κοινός φρύνος (Bufo spinosus) που γεννά χιλιάδες αυγά δεν είναι το ίδιο. ετησίως από έναν ελέφαντα (Loxodonta africana), ένα είδος του οποίου τα θηλυκά γεννούν μόνο έναν μόσχο κατά τη γέννηση και έχουν περίοδο κύησης 22 μήνες. Ανάλογα με τον χρόνο ανάπτυξης, την κύηση, τους κύκλους αναπαραγωγής και πολλές άλλες παραμέτρους, το MVP μπορεί να είναι πολύ υψηλότερο ή χαμηλότερο.

Σε γενικές γραμμές, αυτό που μπορεί να καθιερωθεί παγκοσμίως είναι ότι ένα βέλτιστο MVP σε οποιοδήποτε είδος είναι αυτό που εξασφαλίζει το μόνιμος πληθυσμός 95-99% σε 1.000 χρόνια, κατανοώντας ότι μπορεί να συμβούν καταστροφές και επιβλαβή γεγονότα κατά τη διάρκεια αυτού του διαστήματος προσωρινός. Όπως μπορείτε να φανταστείτε, εάν μια συμφόρηση έχει ως αποτέλεσμα έναν πληθυσμό με αριθμό κάτω από το MVP, θα είναι καταδικασμένο.

• Μπορεί να σας ενδιαφέρει: "Ποιος είναι ο γενετικός κώδικας και πώς λειτουργεί;"

Αποτελεσματικό μέγεθος πληθυσμού (Ne)

Μια άλλη πολύ ενδιαφέρουσα παράμετρος (αλλά πολύ πιο δύσκολη στην κατανόηση) είναι το πραγματικό μέγεθος του πληθυσμού (Ne). Αυτό ορίζεται ως ο αριθμός των ατόμων που πρέπει να έχει ένας εξιδανικευμένος πληθυσμός για μια συγκεκριμένη ποσότητα ενδιαφέροντος να είναι ο ίδιος στον εξιδανικευμένο πληθυσμό όπως στον πραγματικό πληθυσμό. Με απλά λόγια, το Ne βοηθά τους γενετιστές να κατανοήσουν τον πραγματικό αριθμό ατόμων που αναπαράγονται σε έναν πληθυσμό.

Ας επιστρέψουμε ξανά στα σκαθάρια μας. Στον αρχικό πληθυσμό των 10.000 δειγμάτων έχουμε πολλά ζωντανά όντα, αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι όλα πάνε να αναπαράγονται κάθε χρόνο, ίσως επειδή ανταγωνίζονται μεταξύ τους ή επειδή ο χώρος για την ωοτοκία είναι περιορισμένος. Επομένως, ακόμη και αν ο συνολικός αριθμός του πληθυσμού είναι 10.000 (N: 10.000), το πραγματικό μέγεθος του πληθυσμού θα μπορούσε, για παράδειγμα, να είναι 300 άτομα (Ne: 300). Αυτό έχει πολλές επιπτώσεις στο εξελικτικό επίπεδο, καθώς αυτή η παράμετρος είναι πραγματικά σημαντική για εμάς κατά τον ποσοτικό προσδιορισμό των πιθανών επιπτώσεων μιας συμφόρησης.

Αυτό το παράδειγμα μπορεί να ακούγεται υπερβολικά, αλλά για παράδειγμα, τα μικροσκοπικά αποτελεσματικά μεγέθη είναι πολύ συνηθισμένα σε άγριους πληθυσμούς αμφιβίων. Τα αρσενικά ανταγωνίζονται έντονα με άλλους διεκδικητές για πρόσβαση σε γυναίκες και, για Δυστυχώς, πολλά χρόνια υπάρχουν ξηρασίες και δεν βρίσκουν αρκετές πηγές νερού για να αποθέσουν τα αυγά. Έτσι, αν και 1.000 ενήλικες ερευνούνται σε έναν δεδομένο πληθυσμό, μπορεί να είναι μόνο 100 που αναπαράγονται εκείνο το έτος (είναι πολύ αισιόδοξοι).

ΒΙΟΓΡΑΦΙΚΟ

Συνοπτικά, εδώ σας έχουμε διδάξει ποια είναι η γενετική μετατόπιση, ποια είναι η συμφόρηση και από τι εξαρτάται η επίδρασή της. Εάν ένα καταστροφικό γεγονός προκαλεί μια εξελικτική συμφόρηση που, πάνω από αυτό, αφήνει έναν πληθυσμό ενός είδους κάτω από το MVP που χαρακτηρίζεται από το ότι έχει χαμηλό Ne, μπορείτε να φανταστείτε το αποτέλεσμα.

Τα αποτελέσματα αυτού του συμβάντος μπορεί να μην παρατηρηθούν σε πρώτο βαθμό, αλλά με κάθε γενιά του πληγέντος πληθυσμού, η ομάδα γονιδίων θα διαβρωθεί και, Ως εκ τούτου, οι εμπλεκόμενοι θα καταλήξουν να υποφέρουν από αναπαραγωγή και εξαφάνιση λόγω ασθενειών, μεταλλάξεων, έλλειψης προσαρμογών και βιολογικής βιωσιμότητας εξαντλημένο.

Βιβλιογραφικές αναφορές

• Barbadilla, Α. (2012). Η γενετική του πληθυσμού. Αυτόνομο Πανεπιστήμιο της Βαρκελώνης. Επί: http://biologia. uab. es / divulgacio / genpob. html # παράγοντες, διαβούλευση, 27 (10), 2012.
• López, Σ. ΦΑ. (2001). Εξέλιξη γονιδίων ιστοσυμβατότητας κατηγορίας Ι σε ακτινοβολία από χρυσούς καρπούς της Νότιας Αμερικής (lúganos) (Διδακτορική διατριβή, Universidad Complutense de Madrid).
• Roffé, A. (2014, Αύγουστος). Η γενετική μετατόπιση ως εξελικτική δύναμη. Στη συνάντηση IX AFHIC / XXV Epistemology and History of Sciences Conference.
• SEOANE, Γ. ΚΑΙ. Σ., ΚΑΓΕΙΑΜΑ, Π. Υ., RIBEIRO, A., MATIAS, R., Reis, M. S., BAWA, K., & SEBBENN, A. Μ. (2005). Επιδράσεις του κατακερματισμού των δασών στη μετανάστευση σπόρων και την προσωρινή γενετική δομή των πληθυσμών Euterpe edulis Mart. Revista do Instituto Florestal, 17 (1), 23-43.