מהי אבולוציה מהירה בביולוגיה?

האבולוציה, מנקודת מבט עכשווית, היא נושא שמביא לראשם זואולוגים, גנטיקאים ומומחי פילוגניה. ברור שכדור הארץ נמצא בתקופה של שינוי עמוק, ולכן, שיעורי השונות הגנוטיפית וה הדפוס הפנוטיפי של המין אינו מוגבל עוד לפרמטרים התיאורטיים המסורתיים, לפחות במידה מסוימת. לְזַהוֹת.

לדוגמה, אולי רבים אינם יודעים שכיום, בזמן כתיבת שורות אלו, אנו נמצאים בעיצומה של ההכחדה ההמונית השישית (או ההכחדה האנתרופוקנית). קצב ההכחדה הנוכחי גבוה פי 100 עד פי 1,000 ממה שהיה צפוי בסביבה טבעית, ולכן, זה לא אנו מופתעים לגלות שאחת מכל 8 ציפורים, אחת מכל 4 יונקים ואחד מכל 3 דו-חיים נמצאים בסכנת הכחדה. הצמחים אינם רחוקים מאחור, שכן 70% מכולם נמצאים בסיכון.

בעזרת הנתונים הראשוניים הללו אנו רוצים להדגים מציאות: תהליכים המתפתחים במהירות שמגיבים לשינויים סביבתיים יכולים להיות חיוניים לקביעות של טקסיות מסוימות לאורך זמן בעולם כל כך משתנה ולא יציב. אם אתה רוצה לדעת את כל הסודות שמאחורי הקונספט המעט שנחקר, המשך לקרוא.

• מאמר קשור: "תורת האבולוציה הביולוגית: מה היא ומה היא מסבירה"

מהי אבולוציה ביולוגית?

הנחת היסודות של מנגנונים אבולוציוניים היא הצעד הראשון לחקור כראוי את הנושא שמעסיק אותנו כאן. בצורה פשוטה, ניתן להגדיר אבולוציה כמכלול השינויים בדמויות הגנטיות (הכלולות ב הגנום) והפנוטיפי (הביטוי של הגנום האמור) של האוכלוסיות הביולוגיות דרך ה דורות. ישנם שני סוגים רחבים של אבולוציה: מתכנסים ומתכנסים.

אבולוציה מגוונת היא כזו שבה מין, לאורך זמן, נפרד לשניים שונים. סוג זה של תהליך הסתגלות נכלל במונח "סגולה", שבו היצורים החיים של אותה אוכלוסייה רוכשים תכונות שונות לפני שונות אתגרים, בין אם בגלל מחסומים פיזיים, פיזיולוגיים או כרומוזומליים (בין רבים אחרים) עד שהם הופכים למינים שונים שאינם יכולים להתרבות זה עם זה כֵּן.

מצד שני, מין יכול להופיע גם היכן שהיה אחר, ללא צורך בשתי אוכלוסיות להיפרד. פשוט, השינויים הגנטיים של טקסון ספציפי יכולים להספיק לנו כדי לומר שמין אחד התפתח לאחר.

באבולוציה מתכנסת, שני (או יותר) מינים שונים רוכשים תכונות דומות מכיוון שהם היו נתונים ללחצים אבולוציוניים דומים.. לדוגמה, לגופות של לוויתן ודג יש תכונות דומות לפונקציות אנלוגיים (שוחים וטרפים מתחת למים), אבל ההיסטוריה האבולוציונית שלהם ומוצאם לגמרי שונה.

לבסוף, יש לציין שהמנגנון החזק ביותר בתיאור התפתחות המינים הוא הברירה. טבעי, אותו "כוח" שמקדם את קביעותם של החזקים ביותר וגורם לחסרי קיימא בסופו של דבר להיעלם מה"בריכה" גֵנֵטִי. למרות זאת, זה לא היחיד: תהליכים כמו סחף גנטי גורמים לאובדן ושונות של גנים באוכלוסיות, למרות שאלו אקראיות ואינן מגיבות לכושר הביולוגי של יצורים בחיים.

• אולי יעניין אותך: "צ'ארלס דרווין: ביוגרפיה של חוקר הטבע האנגלי המפורסם הזה"

למה אנחנו מתכוונים ב"אבולוציה מהירה"?

התאמת האבולוציה המהירה להגדרה הנוכחית של אבולוציה היא מורכבת ביותר, שכן ההנחה היא זאת שינויים גנטיים במיני בעלי חיים (לא כל כך בנגיפים ובחיידקים) מתרחשים לאט, לאורך אלפי שנים. שנים.

המונח "אבולוציה מהירה" משמש בפרסומים מדעיים כדי לתאר את שינויים בתדירויות אללים (וריאציות גנים) בתוך אוכלוסייה ספציפית תוך כמה דורות. שינויים אלו בתוך אותו מין יכולים לנבוע מהופעת גנוטיפים חדשים (מוטציות), זרימת גנים בין אוכלוסיות או תערובות גנטיות בין פרטים ו/או מינים.

יש מחברים שמניחים שהאבולוציה המהירה חייבת לרמוז על שינוי במסלול האקולוגי של האוכלוסיות שחוות אותה, כלומר, במילים אחרות, יש לתרגם אותו לסדרה של תצפיות מוחשיות המדגימות כי היצור החי "שונה", תוך פישוט השפה על ידי מַקסִימוּם. בינתיים, חוקרים אחרים טוענים שזה לא צריך להיות המקרה: לפעמים עלולה להתרחש אבולוציה מהירה כדי לשמור על סטטוס קוו של אוכלוסייה במערכת האקולוגית שבה היא מתרבה, ללא צורך לייצר שינויים אתולוגיים או בשרשרת הטרופית שלה, עבור דוגמא.

מרוץ האוכלוסיות נגד הכחדה

פוטנציאל ההסתגלות המקומית של אוכלוסייה (ומכאן הפוטנציאל שלה לאבולוציה מהירה) תלוי במספר גורמים. ביניהם, אנו מוצאים את הדברים הבאים:

• כוח הבחירה המקומי, כלומר השינויים והאתגרים הסביבתיים שעמם צריכה האוכלוסייה הנתונה להתמודד.
• מספר הגנים המשתנים בתוך האוכלוסייה המנותחת.
• גודל האוכלוסייה, כי ככל שהיא גדולה יותר, כך היא יכולה להתמודד עם תהליכים אקראיים כמו סחף גנטי.

אז, אנחנו רואים את זה קצב התפתחות מואץ תלוי הן בסביבה והן במאפיינים הפנימיים של המינים המנותחים. לדוגמה, אם נסתכל על טקסון שכמעט ולא השתנה ב-1,000 השנים האחרונות ושמפגין שונות גנטית קטן מאוד, קשה לנו לדמיין שהוא יכול לצבור פתאום שינויים גנוטיפיים מוחשיים בכמה דורות.

בנוסף לכך, יש לציין כי ישנם אזורי גדילה מואצים של DNA (ARs) במיני בעלי חיים רבים, כלומר, הם סובלים משיעורי מוטציות מהירים בהרבה מהצפוי. אפשר לדמיין שככל ששיעור ה-ARs גבוה יותר, כך סביר יותר שההתפתחות המהירה תהיה, אבל שוב, בשלב זה אנחנו יכולים רק לשער.

החוחיות של דרווין: דוגמה לספר

הדיבור על אבולוציה מהירה כיום הוא, במקרים רבים, לא נכון, שכן גם אם זה מתרחש בחלון זמן קצר יותר מתהליכים אבולוציוניים רגילים, עדיין מדובר במרווח רחב מדי עבור מחקר אחד (או כמה) שיכסה אותו.

מצד שני, ישנן דוגמאות המדגימות במידה מסוימת את הרעיונות שהונחו כאן. אירוע מובהק שמראה זאת הוא של אחת מהחוחיות של דרווין (תושב איי גלפגוס) שעל פי מחקר אחד, הפחית את גודלו הממוצע ב-22 שנים עקב כניסתו של מין מתחרה אחר.

מסתבר שחוחית עם מקור גדול יותר הוכנסו לבית הגידול שלהם ולכן נעקרו לחוחיות מקור גדולות מקור על ידי היותם יעילים יותר בהשמדת זרעים קשים. אז זה, ציפורים עם מקורים קטנים יותר שניצלו גומחה שגשגו יותר ויותר (הזרעים הקטנים ביותר) שבהם לא היו מתחרים. מסיבה זו, לאט לאט גדל שיעור הפרטים באוכלוסייה המקורית עם פסגות קטנות.

שיקולים אחרונים

אל תאמין לכל מה שאתה רואה באמצעי תקשורת מסוימים. הוויכוח על קיומו של תהליך אבולוציוני מהיר הוא מורכב ביותר, מכיוון שהוא לא קורה בדור אחד או שניים. ישנם גורמים רבים שיש לקחת בחשבון, ולכן אנו שואלים אתכם את השאלות הבאות: האם הדמות המועדפת באוכלוסיה קיימת כבר לפני ה"התפתחות המהירה" כביכול? האם זה תוקן לאורך זמן או שזו תצפית ספורדית? האם השונות משמעותית?

לדוגמה, חלק מהתקשורת טוענת שמינים מסוימים "למדו" לבצע חילוף חומרים של רעל של מין שהוכנס לבית הגידול שלהם תוך כמה שנים. מרתק, נכון? אנו מעזים לומר שזה כמעט בלתי אפשרי. זה דבר אחד שקיימות מוטציות באוכלוסייה שמשנות את הרכב הרעלן וה- אנשים המציגים את זה מועדפים, ועוד שונה כי הדמות הזו מופיעה שום דבר בתגובה ללחץ סלקטיבי נתון. אם האבולוציה המהירה הייתה כל כך פשוטה ויעילה, איך זה שכמעט 150 מינים נכחדים כל 24 שעות?

סיכום

בשורות האחרונות הללו לא ניסינו, רחוק מכך, לפסול את מושג האבולוציה המהירה. מה שצריך הוא נקודת מבט ביקורתית ואנליטית. אבולוציה, בכל המקרים, היא תהליך איטי הדורש קיבוע של דמויות לאורך זמן. אנחנו פשוט לא יכולים לדעת אם מגמת אוכלוסיה היא נקודתית או סופית עד שנים רבות לאחר מכן. התיעוד שלו, ולכן, הדגמת אבולוציה מהירה ביצורים מורכבים היא כאב ראש אמיתי. רֹאשׁ.

הפניות ביבליוגרפיות:

• פריס, E., Abegglen, L. מ., שיפמן, ג'יי. ד., וגרג, סי. (2018). אבולוציה מואצת במינים ייחודיים חושפת אלמנטים מועמדים לתכונות רלוונטיות מבחינה קלינית, כולל מוטציה ועמידות לסרטן. דוחות תא, כ"ב(10), 2742-2755.
• מרון, ג'יי. L., Vilà, M., Bomarco, R., Elmendorf, S., & Beardsley, P. (2004). התפתחות מהירה של צמח פולש. מונוגרפיות אקולוגיות, 74(2), 261-280.
• תומסון, ג'יי. לא. (1998). אבולוציה מהירה כתהליך אקולוגי. מגמות באקולוגיה ואבולוציה, 13(8), 329-332.
• Yoshida, T., Jones, L. E., Elner, S. פ., פוסמן, ג. F., & Hairston, N. ז. (2003). אבולוציה מהירה מניעה דינמיקה אקולוגית במערכת טורף-טרף. טבע, 424(6946), 303-306.