Mitä on nopea evoluutio biologiassa?

Evoluutio on nykyajan näkökulmasta kysymys, joka nostaa eläintieteilijät, geneetikot ja fysiologian asiantuntijat päähän. On selvää, että planeetta Maa on syvällisen muutoksen jaksossa ja siksi genotyyppisen vaihtelun ja Lajien fenotyyppinen kuvio ei ole enää sidottu perinteisesti oletettuihin teoreettisiin parametreihin, ainakaan jossain määrin. paikalla.

Esimerkiksi ehkä monet eivät tiedä, että nykyään, kun näitä rivejä kirjoitetaan, olemme keskellä kuudetta massasukupuuttoa (tai antroposeenien sukupuuttoa). Nykyinen sukupuuttoon kuoleminen on 100-1000 kertaa suurempi kuin mitä luonnossa odotettaisiin, ja siksi se ei ole olemme yllättyneitä kuullessamme, että joka kahdeksas lintu, yksi joka neljäs nisäkäs ja yksi joka kolmas sammakkoeläin on vaarassa kuolla sukupuuttoon. Kasvit eivät ole kaukana jäljessä, sillä 70 % niistä on vaarassa.

Näillä alustavilla tiedoilla haluamme osoittaa todellisuuden: nopeasti kehittyviä prosesseja jotka reagoivat ympäristön vaihteluihin, voivat olla välttämättömiä tiettyjen taksonien pysyvyyden kannalta ajan mittaan näin muuttuvassa ja epävakaassa maailmassa. Jos haluat tietää kaikki salaisuudet tämän vähän tutkitun konseptin takana, jatka lukemista.

instagram story viewer

Aiheeseen liittyvä artikkeli: "Biologisen evoluution teoria: mitä se on ja mitä se selittää"

Mitä on biologinen evoluutio?

Evoluutiomekanismien perustan luominen on ensimmäinen askel tutkiaksemme riittävästi aihetta, joka koskee meitä täällä. Yksinkertaisella tavalla evoluutio voidaan määritellä geneettisten ominaisuuksien muutosten joukkona (sisältyy julkaisuun biologisten populaatioiden genomi) ja fenotyyppinen (mainitun genomin ilmentyminen). sukupolville. On olemassa kaksi laajaa evoluutiotyyppiä: divergentti ja konvergentti.

Divergentti evoluutio on sellaista, jossa laji erottuu ajan myötä kahdeksi erilaiseksi. Tämän tyyppinen sopeutumisprosessi sisältyy termiin "spesiaatio", jossa saman populaation elävät olennot hankkivat erilaisia ominaisuuksia ennen erilaisia. haasteita, jotka johtuvat fyysisistä, fysiologisista tai kromosomaalisista esteistä (monien muiden joukossa), kunnes niistä tulee erilaisia lajeja, jotka eivät voi lisääntyä toistensa kanssa Joo.

Toisaalta laji voi esiintyä myös siellä, missä oli toinen, ilman, että kahden populaation tarvitsee erota toisistaan. Yksinkertaisesti tietyn taksonin geneettiset muutokset voivat riittää, jotta voimme sanoa, että yksi laji on kehittynyt toiseksi.

Konvergentissa evoluutiossa kaksi (tai useampi) eri lajia saa samanlaisia piirteitä, koska ne ovat altistuneet samanlaisille evoluutiopaineille.. Esimerkiksi valaan ja kalan ruumiilla on vertailukelpoisia ominaisuuksia toimintojen kanssa analogisia (uinti ja ennen vedenalaista), mutta heidän evoluutiohistoriansa ja esi-isänsä ovat täysin eri.

Lopuksi on syytä huomata, että tehokkain mekanismi lajien evoluutiota kuvattaessa on valinta. luonnollista, se "voima", joka edistää vahvimpien pysyvyyttä ja saa vähiten elinkelpoiset lopulta katoamaan "altaalta" geneettinen. Silti tämä ei ole ainoa: prosessit, kuten geneettinen ajautuminen, aiheuttavat geenien katoamista ja vaihtelua populaatioissa, vaikka ne ovat satunnaisia eivätkä vastaa olentojen biologiseen kuntoon elossa.

Saatat olla kiinnostunut: "Charles Darwin: tämän kuuluisan englantilaisen luonnontieteilijän elämäkerta"

Mitä tarkoitamme "nopealla kehityksellä"?

Nopean evoluution sovittaminen nykyiseen evoluution määritelmään on erittäin monimutkaista, koska sen oletetaan Geneettiset muutokset eläinlajeissa (ei niinkään viruksissa ja bakteereissa) tapahtuvat hitaasti, tuhansien vuosien aikana. vuotta.

Termiä "nopea kehitys" käytetään tieteellisissä julkaisuissa kuvaamaan muutokset alleelifrekvensseissä (geenivariaatioissa) tietyssä populaatiossa muutaman sukupolven sisällä. Nämä muutokset saman lajin sisällä voivat johtua uusien genotyyppien (mutaatioiden) ilmaantumisesta, geenivirrasta populaatioiden välillä tai geneettisistä sekoituksista yksilöiden ja/tai lajien välillä.

Jotkut kirjoittajat olettavat, että nopean evoluution täytyy merkitä muutosta sen kokevien populaatioiden ekologisessa liikeradassa, eli Toisin sanoen se on käännettävä sarjaksi konkreettisia havaintoja, jotka osoittavat, että elävä olento on "muuntunut" yksinkertaistaen kieltä enimmäismäärä. Samaan aikaan muut tutkijat väittävät, että näin ei tarvitse olla: joskus voi tapahtua nopeaa kehitystä ylläpitääkseen populaation status quo ekosysteemissä, jossa se lisääntyy ilman, että sen tarvitsee tuottaa etologisia muutoksia tai sen trofisessa ketjussa, esimerkki.

Populaatioiden kilpailu sukupuuttoon

Potentiaali väestön paikalliseen sopeutumiseen (ja siten sen nopeaan kehitykseen) riippuu useista tekijöistä. Niistä löydämme seuraavat:

Paikallinen valintavoima eli ympäristömuutokset ja haasteet, joita tietyn väestön on kohdattava.
Muuttuvien geenien lukumäärä analysoidussa populaatiossa.
Populaatiokoko, koska mitä suurempi se on, sitä enemmän se pystyy käsittelemään satunnaisia prosesseja, kuten geneettistä ajautumista.

Joten näemme sen nopeutunut evoluutionopeus riippuu sekä ympäristöstä että analysoitavien lajien luontaisista ominaisuuksista. Esimerkiksi, jos tarkastelemme taksonia, joka ei ole juurikaan muuttunut viimeisen 1000 vuoden aikana ja jolla on geneettistä vaihtelua erittäin pieni, meidän on vaikea kuvitella, että se voisi yhtäkkiä kerääntyä konkreettisia genotyyppimuutoksia muutamaan sukupolville.

Tämän lisäksi on huomioitava, että monissa eläinlajeissa on DNA: n nopeutettuja kasvualueita (AR: t), eli ne kärsivät paljon odotettua nopeammista mutaatioista. Voisi kuvitella, että mitä suurempi AR: iden osuus on, sitä todennäköisemmin nopea kehitys olisi, mutta tässä vaiheessa voimme vain spekuloida.

Darwinin peippoja: kirjaesimerkki

Puhuminen nopeasta evoluutiosta nykyään on monissa tapauksissa totta, koska vaikka se tapahtuisi lyhyemmässä aikaikkunassa kuin normaalit evoluutioprosessit, se on silti liian leveä aikaväli yhden (tai useamman) tutkimuksen kattamiseksi.

Toisaalta on esimerkkejä, jotka osoittavat jossain määrin täällä oletetut ajatukset. Selvä tapahtuma, joka osoittaa tämän, on yksi Darwinin peipoista (Galapagossaarten asukas), joka Eräässä tutkimuksessa laskun keskimääräinen koko pieneni 22 vuodessa toisen kilpailevan lajin käyttöönoton vuoksi.

Osoittautuu, että peippoja, joilla oli suurempi nokka, tuotiin elinympäristöönsä ja siksi ne siirtyivät pois alkuperäisiin suurinokkaisiin peipoihin tuhoamalla tehokkaammin kovat siemenet. Jotta, linnut, joilla oli pienempi nokka ja jotka käyttivät markkinarakoa, menestyivät yhä enemmän (pienimmät siemenet), joissa ei ollut kilpailijoita. Tästä syystä pikkuhiljaa pienten huippujen omaavien yksilöiden osuus alkuperäisessä populaatiossa kasvoi.

viimeisiä huomioita

Älä usko kaikkea, mitä näet tietyissä mediassa. Nopean evoluutioprosessin olemassaolon väittäminen on erittäin monimutkaista, koska se ei tapahdu yhdessä tai kahdessa sukupolvessa. On monia tekijöitä, jotka on otettava huomioon, ja siksi kysymme teiltä seuraavat kysymykset: oliko populaatiossa suositeltu luonne olemassa jo ennen oletettua "nopeaa kehitystä"? Onko se korjattu ajan myötä vai onko se satunnainen havainto? Onko vaihtelu merkittävää?

Jotkut tiedotusvälineet esimerkiksi väittävät, että tietyt lajit ovat "oppineet" metaboloimaan elinympäristöönsä tuodun lajin myrkkyä muutamassa vuodessa. Kiehtovaa, eikö? Uskallamme sanoa, että tämä on käytännössä mahdotonta. On yksi asia, että populaatiossa on mutaatioita, jotka muuttavat toksiinin koostumusta ja yksilöitä, jotka esittävät sen ovat suosiossa, ja toinen erilainen, että tämä hahmo näyttää ei mitään vastauksena tiettyyn selektiiviseen paineeseen. Jos nopea evoluutio olisi niin yksinkertaista ja tehokasta, miksi lähes 150 lajia kuolee sukupuuttoon 24 tunnin välein?

Yhteenveto

Näillä viimeisillä riveillä emme ole suinkaan yrittäneet hylätä nopean evoluution käsitettä. Tarvitaan kriittinen ja analyyttinen näkökulma. Evoluutio on kaikissa tapauksissa hidas prosessi, joka vaatii hahmojen kiinnittymistä ajan myötä. Emme yksinkertaisesti tiedä, onko väestötrendi satunnaista vai lopullista ennen kuin monta vuotta myöhemmin. sen dokumentointi ja siksi nopean evoluution osoittaminen monimutkaisissa olennoissa on todellinen päänsärky. pää.

Bibliografiset viittaukset:

Ferris, E., Abegglen, L. M., Schiffman, J. D., & Gregg, C. (2018). Nopeutunut evoluutio erottuvissa lajeissa paljastaa ehdokaselementtejä kliinisesti merkittäville piirteille, mukaan lukien mutaatiot ja syöpäresistenssi. Cell reports, 22(10), 2742-2755.
Maron, J. L., Vilà, M., Bommarco, R., Elmendorf, S., & Beardsley, P. (2004). Invasiivisen kasvin nopea kehitys. Ecological Monographs, 74(2), 261-280.
Thomson, J. ei. (1998). Nopea kehitys ekologisena prosessina. Trends in ecology & evolution, 13(8), 329-332.
Yoshida, T., Jones, L. E., Ellner, S. P., Fusmann, G. F., & Hairston, N. g. (2003). Nopea evoluutio ohjaa ekologista dynamiikkaa peto-saalisjärjestelmässä. Nature, 424(6946), 303-306.