צוואר בקבוק אבולוציוני: מהו וכיצד הוא משפיע על המינים

כאשר אנו חושבים על התפתחותם של יצורים חיים, הדבר הראשון שעולה בראשנו הוא הברירה הטבעית, ההנחה המפורסמת ההיא שעשה צ'רלס דרווין ביצירתו הנצחית בימינו: מקורו של מִין. על אף העובדה שהוא נוסח מחדש בכמה הזדמנויות והושג ידע חדש בנושא, אין חולק על תופעה אבולוציונית זו.

הברירה הטבעית עוסקת בסדרה של הנחות יסוד פשוטות מאוד: הגנום של יצורים חיים משתנה, משלב מחדש (במקרה של רבייה מינית) וכרומוזומים יכולים לשנות צורה ו / או מספר. מכיוון שגנים אינם צמודים לדורות, לעיתים מופיעים תכונות חדשות המעדיפות את האנשים הנושאים אותם. בתקופות אחרות, המוטציות שקטות או מזיקות, כך שאינן מסתכלות על המין.

בואו נגיד, למשל, שמוטציה בגן מסוים גורמת לציפור נוצות זנב מעט ארוכות יותר. אם תכונה זו מושכת נקבות, הזכר הארוך-זנב יתרבה יותר משאר הפרטים ממין זה. אם תכונה זו תורשתית, יופיעו יותר ויותר דגימות עם זנבות ארוכים, שכן יהיו להן יותר צאצאים בממוצע. בסופו של דבר, אופי מועיל זה יתבסס בסופו של דבר על המין.

זו דוגמה מובהקת לבחירה טבעית בעלת אופי מיני, שכן הבחירה של הנקבות היא המקודדת את התהליך. בכל מקרה, מה שלא כולם יודעים הוא שבטבע "לא לכל דבר יש סיבה". אתה תדע למה אנחנו מתכוונים אם אתה ממשיך לקרוא, כי אנחנו נגיד לך מהי סחף גנטי וריאציה מדהימה במיוחד שלו:

צוואר הבקבוק האבולוציוני.

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

מהי סחף גנטי?

מנגנונים אבולוציוניים אינם מושלמים, ככל שהם נראים כאשר לומדים התאמות מסוימות של בעלי חיים בשיעורי ביולוגיה. הברירה הטבעית פועלת ככוח לא רצוני ולא מודע, אך יצורים חיים "עושים מה שהם יכולים במה שיש להם". אין ספק שתכונות מסוימות יהיו אידיאליות עבור בעל חיים בסביבה מסוימת, אך ייתכן שהמוטציה זה בלתי אפשרי במין או שפשוט, גוף החיה לא נועד לנצל נישה קוביות.

בנוסף לכך, יש לציין כי הברירה הטבעית אינה המנגנון האבולוציוני היחיד ביצורים חיים. יש גם סחף גנטי, השפעה סטוכסטית (לא דטרמיניסטית) הגורמת לשינוי הגנים דרך דורות אקראיים, עקב טעות דגימה.

דוגמה מעשית

בואו ניקח דוגמא. באוכלוסיית גמדים יש 7 חיפושיות אדומות ו -3 ירוקות. מתברר כי ירקות משתלבים טוב יותר עם הסביבה, ולכן מקטינים את הסיכויים להיות קדומים יותר ויכולים להתרבות בקלות רבה יותר מאשר אדומים. אין ספק שחסרי חוליות ירוקים, במקרה זה, "מתאימים יותר ברמה אבולוציונית."

לרוע המזל, לפני ששלושת הדגימות הללו יוכלו להגיע להעתקה, פרה דורכת על האדמה ומועכת אותם. היונק לא בחר במודע לשים קץ לחייהם של החיפושיות, מכיוון שהוא לא ניסה לטרוף אותם וגם לא התקשר איתם בשום צורה שהיא. תכונתם של הקולופרטנים הללו הייתה ללא ספק חיובית, אך במקרה, הגנים המועילים נעלמו.

אז זה, סחף גנטי נוטה להפחית את המגוון הגנטי: אם היו דורכים עליהן 3 חיפושיות אדומות (התכונה השכיחה ביותר), עדיין היו עוד 4 שיכולות להתרבות. ככל שהצבע הירוק יועיל למין, זה היה המזל האקראי שהגן נמחק מהאוכלוסיה על ידי מעשה אנקדוטלי לחלוטין. כך עובד הסחף הגנטי.

בתרחיש זה, הסיכויים שידרכו עליו משערים שהם זהים לחיפושיות ירוקות ואדומות. אם לא, הדגימה לא תהיה אקראית.

צוואר הבקבוק האבולוציוני בסחף הגנטי

לרגע, דמיין שבדוגמה שלמעלה האוכלוסייה מונה 10,000 חיפושיות, 7,000 אדומות ו -3,000 ירוקות: בזה במקרה זה, לא משנה כמה פרה מוחצת 3 דגימות בצבע מסוים, הגנים הירוקים ימשיכו להישאר ארוכים טווח. מתוך הנחת יסוד זו, מובן כי הסחף הגנטי משפיע הרבה יותר על אוכלוסיות קטנות.

צוואר הבקבוק האבולוציוני, בינתיים, הוא אירוע בו חווה ירידה דרסטית באוכלוסייה על ידי אירוע סביבתי, כגון רעידת אדמה, רעב, מחלה או, למרבה הצער, פעילויות אנושיות. אם באוכלוסייתנו המונה 10,000 חיפושיות צבעוניות יש שיטפון שמשאיר רק 10 דגימות בחיים, לא קשה לדמיין כיצד היסחפות גנטית תוכל לפעול הרבה יותר קל באוכלוסייה המוכה מדולדל.

על מנת להבין את ההשלכות של צוואר בקבוק אבולוציוני, עלינו לנתח סדרה של מונחים שהם קונקרטיים כמו שהם מרגשים. לך על זה.

האוכלוסייה המינימלית בת קיימא

בביולוגיה לשימור, האוכלוסייה המינימלית המלאה (MVP) היא המספר המינימלי של אנשים באוכלוסייה שיכולה לשרוד מבלי שהיא תקרוס לאורך זמן. ברמה התיאורטית, האוכלוסייה עם מספר אנשים גדולים יותר מ- MVP עשויה להתקיים למרות האוכלוסייה אסונות טבע רגילים, היעדר מזון צפוי או השפעות של סחף גנטי בעבר מְתוּאָר.

אין מספר אוכלוסייה מינימלי בר קיימא ספציפי, מכיוון שמין כמו קרפדה מצוי (Bufo spinosus) שמטיל אלפי ביצים אינו זהה. מדי שנה מאשר פיל (Loxodonta africana), מין שנקבותיו יולדות עגל אחד בלבד בלידתן ויש להן תקופת הריון של 22 חודשים. בהתאם לזמן ההתפתחות, ההריון, מחזורי הרבייה ופרמטרים רבים אחרים, ה- MVP יכול להיות גבוה או נמוך בהרבה.

באופן כללי, מה שניתן לקבוע באופן אוניברסלי הוא כי MVP אופטימלי בכל מין הוא כזה שמבטיח את קביעות אוכלוסייה של 95-99% באלף שנה, מתוך הבנה שאסונות ואירועים מזיקים יכולים להתרחש במהלך מרווח זה זמני. כפי שאתה יכול לתאר לעצמך, אם צוואר בקבוק יביא לאוכלוסייה עם מספר מתחת ל- MVP, הוא נידון.

• אתה עשוי להתעניין ב: "מהו הקוד הגנטי ואיך הוא עובד?"

גודל אוכלוסייה יעיל (Ne)

פרמטר מעניין נוסף (אך הרבה יותר קשה להבנה) הוא גודל האוכלוסייה היעיל (Ne). זה מוגדר כ מספר האנשים שאוכלוסייה אידיאלית צריכה שיהיה כמות מסוימת של עניין יהיה זהה באוכלוסייה האידיאלית כמו באוכלוסייה בפועל. במילים פשוטות יותר, Ne מסייע לגנטיקאים להבין את מספר האנשים האמיתיים המתרבים באוכלוסיה.

בוא נחזור שוב לחיפושיות שלנו. באוכלוסייה הראשונית של 10,000 דגימות יש לנו יצורים חיים רבים, אך זה לא מרמז שכולם הולכים להתרבות מדי שנה, אולי בגלל שהם מתחרים זה בזה או בגלל שהמקום להטלת ביצים מוגבל. לכן, גם אם המספר הכולל של האוכלוסייה הוא 10,000 (N: 10,000), גודל האוכלוסייה האפקטיבי יכול להיות, למשל, 300 פרטים (Ne: 300). יש לכך השלכות רבות ברמה האבולוציונית, מכיוון שפרמטר זה הוא שחשוב לנו באמת כאשר אנו מכמתים את ההשפעות האפשריות של צוואר בקבוק.

דוגמה זו אולי נשמעת מופרכת, אך למשל, גדלים יעילים זעירים נפוצים מאוד באוכלוסיות דו-חיים פראיות. גברים מתחרים באופן אינטנסיבי עם מתמודדים אחרים על גישה לנקבות ועבור למרבה הצער, הרבה שנים יש בצורות והם לא מוצאים מספיק מקורות מים להפקדה הביצים. לפיכך, גם אם 1,000 מבוגרים נסקרים באוכלוסייה נתונה, רק 100 עשויים להתרבות באותה שנה (בהיותם אופטימיים מאוד)..

קורות חיים

לסיכום, כאן לימדנו אותך מהי סחף גנטי, מהו צוואר הבקבוק ובמה תלויות השפעותיו. אם אירוע קטסטרופלי מוליד צוואר בקבוק אבולוציוני שמעל, משאיר אוכלוסייה של מין מתחת ל- MVP המאופיין בעל Ne נמוך, אתה יכול לדמיין את ה- תוֹצָאָה.

לא ניתן יהיה להבחין בהשפעות של אירוע זה בשלב הראשון, אך בכל דור של האוכלוסייה שנפגעה, מאגר הגנים יישחק, לפיכך, המעורבים בסופו של דבר יסבלו מגידול והיעלמות בגלל מחלות, מוטציות, חוסר הסתגלות וכדאיות ביולוגית. מדולדל.

הפניות ביבליוגרפיות

• ברבדילה, א. (2012). הגנטיקה של האוכלוסייה. האוניברסיטה האוטונומית של ברצלונה. עַל: http://biologia. uab. es / divulgacio / genpob. html # גורמים, התייעץ, 27 (10), 2012.
• לופז, ש. פ. (2001). אבולוציה של גנים מסוג היסטולוגיה מסוג I בקרינה מכוח זהב דרום אמריקאי (לוגנוס) (עבודת דוקטורט, אוניברסיטת קומפלוטנס במדריד).
• רופה, א. (2014, אוגוסט). סחף גנטי ככוח אבולוציוני. בכנס ה- IX כנס אפיסטמולוגיה והיסטוריה של המדע AFHIC / XXV.
• SEOANE, C. AND. ס., KAGEYAMA, פ. י ', RIBEIRO, A., MATIAS, R., Reis, M. ס., BAWA, ק., וסבבן, א. M. (2005). השפעות פיצול היער על נדידת זרעים ומבנה גנטי זמני של אוכלוסיות Euterpe edulis Mart. Revista do Instituto Florestal, 17 (1), 23-43.