Evolusjonær flaskehals: hva er det og hvordan påvirker det arter

Når vi tenker på utviklingen av levende vesener, er det første vi tenker på naturlig seleksjon, den berømte postuleringen som ble laget av Charles Darwin i hans tidløse arbeid i dag: The Origin of the arter. Til tross for at det har blitt omformulert ved flere anledninger og ny kunnskap er oppnådd om emnet, er dette evolusjonære fenomenet uomtvistelig.

Naturlig utvalg tar for seg en rekke veldig enkle premisser: genomet til levende vesener muterer, rekombinerer (i tilfelle seksuell reproduksjon) og kromosomer kan endre form og / eller antall. Siden gener ikke er stramme på tvers av generasjoner, vises det noen ganger nye trekk som favoriserer individer som bærer dem. Andre ganger er mutasjonene stille eller skadelige, så de ser ikke på arten.

La oss for eksempel si at en mutasjon i et bestemt gen får en fugl til å ha litt lengre halefjær. Hvis dette trekk tiltrekker kvinner, vil den langhalede hannen reprodusere mer enn resten av individer av sin art. Hvis dette trekket er arvelig, vil flere og flere eksemplarer med lange haler dukke opp, ettersom de i gjennomsnitt vil ha flere avkom. Til slutt vil denne gunstige karakteren ende opp med å bli festet på arten.

Dette er et tydelig eksempel på naturlig utvalg av seksuell natur, siden det er valg av kvinner som koder for prosessen. Uansett, det som ikke alle vet er at "ikke alt har en grunn i naturen." Du vil vite hva vi mener hvis du fortsetter å lese, fordi vi vil fortelle deg hva genetisk drift er og en spesielt slående variant av det: den evolusjonære flaskehalsen.

• Relatert artikkel: "Teorien om biologisk evolusjon: hva den er og hva den forklarer"

Hva er genetisk drift?

Evolusjonære mekanismer er ikke perfekte, så mye som de ser ut når man studerer visse dyretilpasninger i biologiklasser. Naturlig utvalg fungerer som en ufrivillig og ubevisst kraft, men levende vesener "gjør det de kan med det de har". Visstnok vil noen trekk være ideelle for et dyr i et bestemt miljø, men det kan være at mutasjonen det er umulig i arten eller at dyrets kropp ganske enkelt ikke er designet for å utnytte en nisje terning.

I tillegg til dette, bør det bemerkes at naturlig utvalg ikke er den eneste evolusjonære mekanismen hos levende vesener. Det er også genetisk drift, en stokastisk (ikke-deterministisk) effekt som forårsaker variasjon av gener gjennom tilfeldige generasjoner på grunn av prøvetakingsfeil.

Et praktisk eksempel

La oss ta et eksempel. I en dvergpopulasjon er det 7 røde og 3 grønne biller. Det viser seg at greener blander seg bedre med miljøet og derfor reduserer sjansene for å bli forutbestemt og lettere kan reproduseres enn røde. Det er ingen tvil om at grønne virvelløse dyr, i dette tilfellet, er "mer passende på et evolusjonært nivå."

Dessverre, før disse 3 prøvene kan kopiere seg, trer en ku på bakken og knuser dem. Pattedyret har ikke bevisst valgt å avslutte livene til billene, da det ikke prøvde å bytte på dem og heller ikke har interagert med dem på noen måte. Egenskapene til disse coleopteranene var utvilsomt positive, men ved en tilfeldighet har de gunstige genene forsvunnet.

Så det, Genetisk drift har en tendens til å redusere genetisk mangfold: Hvis tre røde biller hadde blitt tråkket på (det vanligste trekket), ville det fortsatt være ytterligere 4 som kunne reprodusere. Så mye som den grønne fargen ville være gunstig for arten, har det vært den tilfeldige ulykken at genet har blitt slettet fra populasjonen ved en fullstendig anekdotisk handling. Slik fungerer genetisk drift.

I dette scenariet antas sjansene for å bli tråkket på å være den samme for grønne og røde biller. Hvis ikke, ville ikke prøvetakingen være tilfeldig.

Den evolusjonære flaskehalsen i genetisk drift

Tenk deg et øyeblikk at i eksemplet over er populasjonen 10 000 biller, 7 000 røde og 3 000 grønne: i dette I dette tilfellet, uansett hvor mye en ku knuser tre eksemplarer av en bestemt farge, vil de grønne genene fortsette å være lange begrep. Med dette premisset forstås det at genetisk drift påvirker små populasjoner mye mer.

Den evolusjonære flaskehalsen er det i mellomtiden en hendelse der en plutselig drastisk nedgang i befolkningen oppleves av en miljøhendelse, som et jordskjelv, sult, sykdom eller dessverre menneskelige aktiviteter. Hvis det i vår befolkning på 10 000 flerfargede biller er en flom som bare etterlater 10 eksemplarer i live, er det ikke vanskelig å forestille seg hvordan genetisk drift vil kunne handle mye lettere i den voldsramte befolkningen utarmet.

For å forstå implikasjonene av en evolusjonær flaskehals, må vi dissekere en serie begreper som er like konkrete som de er spennende. Gå for det.

Minimum levedyktig befolkning

I bevaringsbiologi er minimum levedyktig populasjon (MVP) minimum antall personer i en befolkning som kan overleve uten at den kollapser over tid. På teoretisk nivå kan befolkningen med et antall individer større enn MVP eksistere til tross for normale naturkatastrofer, mangel på forventet mat eller effekten av genetisk drift tidligere beskrevet.

Det er ikke noe spesifikt minimum levedyktig populasjonstall, siden en art som en vanlig padde (Bufo spinosus) som legger tusenvis av egg, ikke er den samme. årlig enn en elefant (Loxodonta africana), en art hvis hunnene bare føder en kalv ved fødselen og har en drektighetsperiode på 22 måneder. Avhengig av utviklingstid, svangerskap, reproduksjonssykluser og mange andre parametere, kan MVP være mye høyere eller lavere.

Generelt, hva som kan være universelt etablert er at en optimal MVP i enhver art er en som sikrer befolkningens varighet på 95-99% på 1000 år, og forstå at katastrofer og skadelige hendelser kan forekomme i løpet av dette intervallet midlertidig. Som du kan forestille deg, hvis en flaskehals resulterer i en befolkning med et tall under MVP, vil den være dømt.

• Du kan være interessert i: "Hva er den genetiske koden og hvordan fungerer den?"

Effektiv befolkningsstørrelse (Ne)

En annen veldig interessant parameter (men mye vanskeligere å forstå) er den effektive befolkningsstørrelsen (Ne). Dette er definert som antall personer som en idealisert befolkning skal ha for at en bestemt mengde interesse skal være den samme i den idealiserte befolkningen som i den faktiske befolkningen. Enkelt sagt, hjelper Ne genetikere med å forstå det faktiske antall individer som reproduserer seg i en populasjon.

La oss gå tilbake til billene våre igjen. I den opprinnelige befolkningen på 10 000 eksemplarer har vi mange levende vesener, men dette betyr ikke at alle går å reprodusere hvert år, kanskje fordi de konkurrerer med hverandre eller fordi det er begrenset med plass til å legge egg. Derfor, selv om det totale antall innbyggere er 10 000 (N: 10 000), kan den effektive befolkningsstørrelsen for eksempel være 300 individer (Ne: 300). Dette har mange implikasjoner på evolusjonsnivå, siden det er denne parameteren som virkelig betyr noe for oss når vi kvantifiserer mulige effekter av en flaskehals.

Dette eksemplet høres kanskje fjernt ut, men for eksempel er små effektive størrelser veldig vanlige i ville amfibier. Hannene konkurrerer intenst med andre konkurrenter om tilgang til kvinner og for Dessverre er det mange år tørke, og de finner ikke nok vannkilder å deponere eggene. Selv om 1000 voksne blir undersøkt i en gitt befolkning, kan bare 100 ha reprodusert det året (veldig optimistisk).

Gjenoppta

Oppsummert, her har vi lært deg hva genetisk drift er, hva flaskehalsen er og hva effekten avhenger av. Hvis en katastrofal hendelse gir opphav til en evolusjonær flaskehals som på toppen av den etterlater en befolkning av en art under MVP som er preget av å ha en lav Ne, kan du forestille deg utfall.

Effektene av denne hendelsen blir kanskje ikke lagt merke til i første omgang, men for hver generasjon av den berørte befolkningen vil genpoolen tære på, og De involverte vil derfor ende opp med innavl og forsvinne på grunn av sykdommer, mutasjoner, manglende tilpasninger og biologisk levedyktighet. utarmet.

Bibliografiske referanser

• Barbadilla, A. (2012). Befolkningens genetikk. Autonome universitetet i Barcelona. På: http://biologia. uab. es / divulgacio / genpob. html # faktorer, konsultert, 27 (10), 2012.
• López, S. F. (2001). Utvikling av klasse I histokompatibilitetsgener i stråling fra søramerikanske gullfinker (lúganos) (doktoravhandling, Complutense University of Madrid).
• Roffé, A. (2014, august). Genetisk drift som en evolusjonskraft. I IX Meeting AFHIC / XXV Epistemology and History of Sciences Conference.
• SEOANE, C. OG. S., KAGEYAMA, P. Y., RIBEIRO, A., MATIAS, R., Reis, M. S., BAWA, K., & SEBBENN, A. M. (2005). Effekter av skogfragmentering på migrasjon av frø og midlertidig genetisk struktur av Euterpe edulis Mart-populasjoner. Revista do Instituto Florestal, 17 (1), 23-43.