Evolutsiooniline kitsaskoht: mis see on ja kuidas see liike mõjutab

Kui me mõtleme elusolendite arengule, siis tuleb kõigepealt meelde looduslik valik, see kuulus postulatsioon, mille Charles Darwin esitas oma tänases ajatu teoses: The Origin of liigid. Hoolimata asjaolust, et seda on mitmel korral ümber sõnastatud ja selle teema kohta on saadud uusi teadmisi, on see evolutsiooniline nähtus vaieldamatu.

Looduslik valik on seotud väga lihtsate ruumidega: elusolendite genoom muteerub, rekombinatsioonid (sugulise paljunemise korral) ja kromosoomid võivad muuta kuju ja / või arvu. Kuna geenid pole põlvkondade vahel tihedad, ilmnevad mõnikord uued jooned, mis soosivad neid kandvaid inimesi. Muul ajal on mutatsioonid vaiksed või kahjulikud, nii et nad ei vaata liiki.

Oletame näiteks, et konkreetse geeni mutatsioon põhjustab linnul veidi pikemaid sabasulgi. Kui see omadus köidab naisi, paljuneb pikasabaline isane rohkem kui ülejäänud tema liigi isendid. Kui see omadus on päritav, ilmub üha enam pika sabaga isendeid, kuna neil oleks keskmiselt rohkem järglasi. Lõpuks kinnistuks see kasulik iseloom liigile.

See on selge näide seksuaalse loomuliku loomuliku valiku kohta, kuna protsessi kodeerib just emaste valik. Igatahes, mida kõik ei tea, on see, et looduses "kõigel pole põhjust". Kui jätkate lugemist, saate teada, mida me mõtleme, sest me ütleme teile, mis on geneetiline triiv ja selle eriti silmatorkav variant: evolutsiooniline kitsaskoht.

• Seotud artikkel: "Bioloogilise evolutsiooni teooria: mis see on ja mida see seletab"

Mis on geneetiline triiv?

Evolutsioonilised mehhanismid pole täiuslikud, kuivõrd need tunduvad bioloogiatundides teatud loomade kohandusi uurides. Looduslik valik toimib tahtmatu ja teadvustamatu jõuna, kuid elusolendid "teevad seda, mis neil on, mis neil on". Kindlasti oleksid mõned tunnused ideaalsed loomale konkreetses keskkonnas, kuid võib juhtuda, et mutatsioon Liigis on võimatu või lihtsalt pole looma keha mõeldud niši kasutamiseks täringut.

Lisaks sellele tuleb märkida, et looduslik valik ei ole elusolendite ainus evolutsiooniline mehhanism. Samuti on valimivea tõttu geneetiline triiv, stohhastiline (mitte-deterministlik) efekt, mis põhjustab geenide varieerumist juhuslike põlvkondade kaudu.

Praktiline näide

Võtame näite. Päkapikkude populatsioonis on 7 punast ja 3 rohelist mardikat. Selgub, et rohelised segunevad paremini keskkonnaga ja vähendavad seetõttu ennetamise tõenäosust ning võivad paljuneda kergemini kui punased. Pole kahtlust, et sel juhul on rohelised selgrootud "evolutsioonilisel tasemel sobivamad".

Kahjuks astub lehm maapinnale ja purustab need enne, kui need 3 isendit jõuavad kopuleeruda. Imetaja ei ole teadlikult otsustanud mardikate elu lõpetada, kuna ta ei püüdnud neid röövida ega ole nendega kuidagi suhelnud. Nende koleopteranide omadus oli kahtlemata positiivne, kuid juhuslikult on kasulikud geenid kadunud.

Nii et Geneetiline triiv vähendab geneetilist mitmekesisust: kui oleks astutud 3 punamardikat (kõige tavalisem omadus), oleks ikkagi veel 4, kes suudaksid paljuneda. Kuivõrd roheline värv oleks liigile kasulik, on juhuslik õnnetus olnud see, et geen on populatsioonist täiesti anekdootliku teoga kustutatud. Nii toimib geneetiline triiv.

Selle stsenaariumi korral eeldatakse, et astumise võimalus on roheliste ja punaste mardikate puhul sama. Kui ei, siis ei oleks valim juhuslik.

Geneetilise triivi evolutsiooniline kitsaskoht

Kujutage hetkeks ette, et ülaltoodud näites on populatsiooniks 10 000 mardikat, 7000 punast ja 3000 rohelist: selles Sel juhul, hoolimata sellest, kui palju lehm purustas 3 kindlat värvi isendit, jäävad rohelised geenid endiselt pikaks tähtaeg. Selle eeldusega mõistetakse, et geneetiline triiv mõjutab palju rohkem väikesi populatsioone.

Evolutsiooniline kitsaskoht on vahepeal nii sündmus, mille puhul ootamatu drastiline elanikkonna vähenemine toimub keskkonnaalase sündmuse, näiteks maavärina, näljahäda, haiguse või kahjuks inimtegevuse tagajärjel. Kui meie 10 000 mitmevärvilise mardika populatsioonis on üleujutus, mis jätab ainult 10 isendit elus ei ole raske ette kujutada, kuidas geneetiline triiv suudab räsitud elanikkonnas palju lihtsamalt toimida kurnatud.

Evolutsioonilise kitsaskoha tagajärgede mõistmiseks peame lahkama rea ​​mõisteid, mis on nii konkreetsed kui ka põnevad. Tee seda.

Minimaalne elujõuline elanikkond

Looduskaitse bioloogias on minimaalne elujõuline populatsioon (MVP) minimaalne üksikisikute arv populatsioonis, kes suudab ellu jääda ilma aja jooksul varisemata. Teoreetilisel tasandil võib populatsioon, mille isendite arv on suurem kui MVP, eksisteerida vaatamata tavalised loodusõnnetused, eeldatava toidu puudumine või geneetilise triivi mõju varem kirjeldatud.

Kindlat minimaalset elujõulist populatsiooni arvu ei ole, sest tuhandeid mune munev liik nagu harilik kärnkonn (Bufo spinosus) ei ole sama. aastas kui elevant (Loxodonta africana) - liik, kelle emastel sünnitab sündides vaid üks vasikas ja tiinusperiood on 22 kuud. Sõltuvalt väljatöötamise ajast, rasedusest, paljunemistsüklitest ja paljudest muudest parameetritest võib MVP olla palju suurem või madalam.

Üldiselt saab universaalselt kindlaks teha, et mis tahes liigi optimaalne MVP on see, mis tagab elanikkonna püsivus 95–99% 1000 aasta jooksul, mõistes, et selle intervalli jooksul võib juhtuda katastroofe ja kahjulikke sündmusi ajutine. Nagu võite ette kujutada, kui pudelikael toob kaasa populatsiooni, mille arv jääb alla MVP, on see hukule määratud.

• Teile võivad huvi pakkuda: "Mis on geneetiline kood ja kuidas see töötab?"

Tegelik populatsiooni suurus (Ne)

Teine väga huvitav parameeter (kuid palju raskemini mõistetav) on tegelik populatsiooni suurus (Ne). See on määratletud kui isendite arv, kes peaks idealiseeritud populatsioonil olema, et konkreetne huvipakkuv kogus oleks idealiseeritud populatsioonis sama, mis tegelikus populatsioonis. Palju lihtsamalt öeldes aitab Ne aidata geneetikutel mõista populatsioonis paljunevate isendite tegelikku arvu.

Läheme jälle oma mardikate juurde tagasi. Esialgses 10 000 isendi populatsioonis on meil palju elusolendeid, kuid see ei tähenda, et nad kõik läheksid paljuneda igal aastal, võib-olla seetõttu, et nad konkureerivad omavahel või on munemisruum piiratud. Seega, isegi kui populatsiooni koguarv on 10 000 (N: 10 000), võiks tegelik populatsiooni suurus olla näiteks 300 isendit (Ne: 300). Sellel on evolutsioonilisel tasandil palju tähendusi, kuna just see parameeter on meile pudelikaela võimalike mõjude kvantifitseerimisel tõesti oluline.

See näide võib tunduda kaugeleulatuv, kuid näiteks looduslike kahepaiksete populatsioonides on väikesed efektiivsed suurused väga levinud. Mehed konkureerivad intensiivselt teiste kandidaatidega emastele ligipääsu eest Kahjuks on aastaid põuda ja nad ei leia sadestamiseks piisavalt veeallikaid munad. Seega, isegi kui antud populatsioonis küsitletakse 1000 täiskasvanut, võib sel aastal paljuneda ainult 100 (olles väga optimistlik).

Jätka

Kokkuvõtlikult võib öelda, et siin oleme õpetanud, mis on geneetiline triiv, mis on pudelikael ja millest sõltub selle mõju. Kui katastroofiline sündmus tekitab evolutsioonilise kitsaskoha, mis lisaks sellele jätab populatsiooni MVP all olevast liigist, mida iseloomustab madal Ne, võite ette kujutada tulemus.

Selle sündmuse tagajärgi ei pruugi kõigepealt märgata, kuid iga mõjutatud elanikkonna põlvkonna korral väheneb geenivaramu ja seetõttu kannatavad asjaosalised lõpuks sugulusaretuse käes ja kaovad haiguste, mutatsioonide, kohanemise puudumise ja bioloogilise elujõulisuse tõttu kurnatud.

Bibliograafilised viited

• Barbadilla, A. (2012). Rahvastiku geneetika. Barcelona autonoomne ülikool. Peal: http://biologia. uab. es / divulgacio / genpob. HTML # tegurid, konsulteeritud, 27 (10), 2012.
• López, S. F. (2001). I klassi histosobivusgeenide areng Lõuna-Ameerika kuldnokkade (lúganos) kiirguses (doktoritöö, Universidad Complutense de Madrid).
• Roffé, A. (2014, august). Geneetiline triiv evolutsioonilise jõuna. IX koosolekul AFHIC / XXV epistemoloogia ja teaduste ajaloo konverents.
• SEOANE, C. JA. S., KAGEYAMA, P. Y., RIBEIRO, A., MATIAS, R., Reis, M. S., BAWA, K. ja SEBBENN, A. M. (2005). Metsa killustumise mõju seemnete rändele ja Euterpe edulis Mart populatsioonide ajutisele geneetilisele struktuurile. Revista do Instituto Florestal, 17 (1), 23–43.