Ratownictwo ewolucyjne: co to jest i jak wpływa na zachowanie gatunków

Zmiany klimatyczne i antropizacja odbijają się na ekosystemach, dlatego eksperci szacują, że co 24 godziny wymiera od 150 do 200 gatunków istot żywych. Siedliska również nie przeżywają swojego najlepszego momentu, gdyż szacuje się również, że łącznie 13,7 miliona hektarów lasów rocznie na całym świecie, co odpowiada powierzchni zajmowanej przez Grecja.

Wszystkie te dane pokazują nam rzeczywistość, którą trudno rozpoznać: Ziemia zbliża się do punktu bez powrotu. Czy przyroda nadąży za zmianami wprowadzanymi przez człowieka? Czy żywe istoty mają wystarczającą liczbę strategii ewolucyjnych, aby poradzić sobie z zawrotnym tempem zmian środowiskowych? Na to pytanie i wiele innych spróbuj odpowiedzieć ewolucyjna teoria ocalenia. Wyjaśniamy ci to poniżej.

• Powiązany artykuł: „Teoria ewolucji biologicznej: czym jest i co wyjaśnia”

Czym jest teoria ratunku ewolucyjnego?

Istota ludzka jest w trakcie szóstego masowego wymierania (wymieranie holoceńskie), ponieważ tempo wymierania gatunków jest obecnie od 100 do 1000 razy większe niż naturalna średnia ewolucyjna. Niestety, dane te zostały wielokrotnie poparte dowodami naukowymi.

Według Międzynarodowej Unii Ochrony Przyrody (IUCN) ponad 32 000 taksonów istot żywych jest zagrożonych, czyli: jeden na osiem gatunków ptaków, jeden na cztery ssaki, prawie połowa płazów i 70% roślin. Podsumowując, 27% wszystkich ocenianych przez ludzi gatunków należy do jakiejś kategorii zagrożenia.

Rodzi to następujące pytanie dla konserwatorów: Czy żywe istoty mają narzędzia, aby stawić czoła rosnącemu zagrożeniu, jakim jest działanie człowieka? W jaki sposób niektóre gatunki przetrwały inne wymierania? Ewolucyjna teoria ratunkowa próbuje częściowo pokryć te odpowiedzi, przynajmniej na papierze.

Teoretyczne podstawy teorii ratunku ewolucyjnego

W obliczu zmian klimatycznych, populacje istot żywych mają trzy narzędzia do przetrwania w czasie:

• Plastyczność fenotypowa: odnosi się do genetycznych właściwości jednostki w zakresie przystosowania się do zmian środowiskowych. Genotyp koduje więcej niż jeden fenotyp.
• Rozproszenie: każdy ruch populacji, który może potencjalnie doprowadzić do przepływu genów między osobnikami danego gatunku.
• Ewolucja adaptacyjna: szybka specjacja jednego lub więcej gatunków w celu wypełnienia wielu nowych nisz ekologicznych.

Chociaż na krótką metę rozwiązaniem mogą być zjawiska dyspersji, przestrzeń fizyczna jest skończona, a nowe eksplorowane terytoria są zwykle zajęte przez inne żywe istoty. Z tego powodu przetrwanie gatunków w zmieniającym się środowisku w dużej mierze zależy od ich zdolności adaptacyjnie ewoluować, to znaczy wcześniej specjalizować się w nowych wariantach środowiskowych zniknąć.

Teoria ewolucyjnego ratunku opiera się na tym ostatnim punkcie. Innymi słowy, sugeruje, że żywe istoty mogą wyzdrowieć ze stresów środowiskowych dzięki korzystnym modyfikacjom genetycznym, zamiast pokładać całą „nadzieję” w przepływie genów, migracji osobników lub rozproszeniu.

„Typowa ewolucja” sugeruje, że żywe istoty ewoluują powoli, ale nie jesteśmy już w typowej sytuacji. W ten sposób eksplorowana jest nowa koncepcja „współczesnej ewolucji”, czy też, co jest tym samym, że żywe istoty mogą ewoluować szybciej w krótkim czasie, aby przetrwać w środowisku pomimo szybkich zmian, jakie w nim zachodzą.

• Możesz być zainteresowany: „Specjacja: czym jest i jak rozwija się w ewolucji biologicznej”

Czynniki, które należy wziąć pod uwagę

Kilka czynników odgrywa kluczową rolę w ewolucyjnej teorii ratownictwa. Przedstawiamy je pokrótce w poniższych wierszach.

1. wskaźniki demograficzne

Teoretyczne postulaty głoszą, że wielkość ocenianej populacji jest istotnym czynnikiem decydującym o tym, czy ratunek ewolucyjny może mieć miejsce, czy też nie. w populacjach istnieje wartość zwana „minimalną żywotną populacją” (MVP), dolna granica, która pozwala gatunkowi przetrwać w naturze. Kiedy taksony są poniżej tej wartości, wyginięcie staje się znacznie bardziej prawdopodobne ze względu na procesy stochastyczne lub losowe, takie jak dryf genetyczny.

Tak więc, im dłużej populacja znajduje się poniżej MVP, tym mniejsze jest prawdopodobieństwo ewolucyjnego ratunku. Co więcej, im szybciej populacja maleje, tym bardziej zmniejsza się żywotność tej teorii: Gatunek musi mieć „czas” na wygenerowanie zdolnej do życia adaptacji, zanim zostanie doprowadzony do wyginięcia.

2. Czynniki genetyczne

Zmienność genetyczna gatunku, tempo mutacji, które prezentuje, oraz wskaźnik rozprzestrzeniania się są również kluczem do zajścia w nim ewolucyjnego zjawiska ratunkowego.

Naturalnie, im większa zmienność genetyczna populacji, tym większe prawdopodobieństwo ratunku, ponieważ dobór naturalny może oddziaływać na większą liczbę cech. Będzie to faworyzować najbardziej odpowiednich na ten moment, aw idealnym przypadku najmniej przygotowani znikną, a populacja będzie się wahać w kierunku najbardziej efektywnej zmiany: nastąpi ewolucja adaptacyjna.

Tempo mutacji powinno również sprzyjać ewolucyjnym ratunkom, ponieważ nieusuwające lub korzystne mutacje są kolejnym sposobem uzyskiwania zmienności genetycznej gatunków. Niestety, u zwierząt zjawisko to jest zwykle dość powolne.

3. czynniki zewnętrzne

Wyraźnie, prawdopodobieństwo udanego ratunku ewolucyjnego zależy również od środowiska. Jeśli tempo zmian w środowisku jest szybsze niż tempo wymiany pokoleniowej w populacji, sprawy się ogromnie komplikują. W ten sam sposób istotną rolę odgrywają interakcje z innymi żywymi istotami: zarówno te, jak i inne wewnątrzgatunkowe i międzygatunkowe zawody mogą zwiększać lub zmniejszać szanse na ratunek ewolucyjny.

Praktyczne podejście

Jak dotąd opowiedzieliśmy ci trochę teorii, ale najlepiej byłoby, gdyby każdy postulat był oparty, przynajmniej częściowo, na praktycznych obserwacjach. Niestety, udowodnienie teorii ewolucyjnego ratunku jest niezwykle złożone, tym bardziej, gdy weźmiemy to pod uwagę wymagane są testy genetyczne i obserwacje populacji, które muszą być utrzymywane przez dziesięciolecia.

Bardzo wyraźnym przykładem (choć nie do końca trafnym ze względu na swój antropiczny charakter) jest oporność różnych grup bakterii na antybiotyki. Bakterie mutują w znacznie szybszym tempie niż oczekiwano ewolucyjnie, ponieważ leki nieumyślnie wybierają na bieżąco najbardziej odporne i zdolne do życia osobniki. To samo dzieje się z niektórymi gatunkami owadów i stosowaniem insektycydów na uprawach.

Innym idealnym przypadkiem mogą być króliki, ponieważ myksomatoza wirusowa zmniejszyła ich populacje w niektórych obszarach Europy i Australii nawet o 99% w XX wieku.. Doprowadziło to do wyselekcjonowania w dłuższej perspektywie osobników z mutacjami odpornymi na infekcję (zidentyfikowano do 3 skutecznych wariantów genetycznych). Fakt ten zapobiegł, przynajmniej częściowo, całkowitemu zniknięciu gatunku, ponieważ te odporne na odporność to te, które mają potomstwo i trwają w czasie.

Nie rozwiązane problemy

Chociaż wcześniej ujawnione dane wydają się obiecujące, musimy to podkreślić w każdym przypadku uderzające, istnieje wiele innych, w których gatunki zniknęły z powodu wirusów i pandemii bez zasilania Nic nie robić. To jest przykład grzyba chytrid u płazów, który spowodował spadek liczby 500 gatunków płazów i całkowite wyginięcie prawie 100 z nich w ciągu zaledwie 50 lat. Oczywiście w żadnym wypadku nie mamy do czynienia z cudownym mechanizmem adaptacyjnym.

Kolejna sprawa do załatwienia to faktyczne rozróżnienie między ratowaniem ewolucyjnym a normalnym tempem adaptacji. Rozróżnienie obu terminów jest co najmniej złożone, ponieważ wymaga wielu dowodów empirycznych i czynników, które należy wziąć pod uwagę dla każdego analizowanego gatunku.

Streszczenie

Być może te terminy mogą wydawać się nieco mylące dla czytelnika, ale jeśli chcemy, abyś miał pomysł wcześniej Kończąc, jest to następujące: ewolucyjne ratowanie nie jest aktem dokonanym przez człowieka ani miarą jego konserwatorskie, ale hipotetyczna sytuacja, w której żywe istoty mogą radzić sobie z presją środowiska dzięki szybkiej ewolucji adaptacyjnej.

Od tego czasu empiryczne przetestowanie tej koncepcji przedstawia tytaniczną złożoność logistyczną wymaga bardzo długofalowego monitoringu populacji, analiz genetycznych i wielu innych parametry. W każdym razie nie możemy ufać, że sama natura naprawi spowodowaną przez nas katastrofę: jeśli ktokolwiek może przynajmniej częściowo odwrócić tę sytuację, to jest to człowiek.

Odniesienia bibliograficzne:

• Dane o wymieraniu: Międzynarodowa Unia Ochrony Przyrody (IUCN).
• Carlson, S. M., Cunningham, C. J. & Westley, P. DO. (2014). Ratunek ewolucyjny w zmieniającym się świecie. Trendy w ekologii i ewolucji, 29(9), 521-530.
• Bell, G. i González, A. (2009). Ratunek ewolucyjny może zapobiec wyginięciu po zmianie środowiska. Listy ekologiczne, 12(9), 942-948.
• Dzwon, G. (2017). Ratunek ewolucyjny. Roczny przegląd ekologii, ewolucji i systematyki, 48, 605-627.
• Dzwon, G. (2013). Ratunek ewolucyjny i granice adaptacji. Transakcje filozoficzne Towarzystwa Królewskiego B: Nauki biologiczne, 368 (1610), 20120080.