Эволюционное спасение: что это такое и как оно влияет на сохранение видов

Изменение климата и антропизация сказываются на экосистемах, поэтому, по оценкам экспертов, каждые 24 часа вымирает от 150 до 200 видов живых существ. Среды обитания также переживают не лучшие времена, так как, по оценкам, в общей сложности 13,7 млн ​​га леса в год по всему миру, что эквивалентно площади, занимаемой Греция.

Все эти данные показывают нам реальность, которую трудно признать: Земля приближается к точке невозврата. Сможет ли природа идти в ногу с изменениями, внесенными человеком? Достаточно ли у живых существ эволюционных стратегий, чтобы справиться с головокружительной скоростью изменения окружающей среды? На этот и многие другие вопросы пытается ответить эволюционная теория спасения. Мы объясним это вам ниже.

• Связанная статья: «Теория биологической эволюции: что это такое и что она объясняет»

Что такое теория эволюционного спасения?

Человечество находится в шестом массовом вымирании (голоценовое вымирание), поскольку скорость вымирания видов сегодня в 100–1000 раз превышает естественный средний уровень эволюции. К сожалению, эти данные неоднократно подтверждались научными данными.

По данным Международного союза охраны природы (МСОП) более 32 000 таксонов живых существ находятся в опасности, то есть: каждый восьмой вид птиц, каждый четвертый вид млекопитающих, почти половина амфибий и 70% растений. Таким образом, 27% всех видов, оцененных человеком, относятся к той или иной категории угрозы.

В связи с этим перед специалистами по консервации возникает следующий вопрос: Есть ли у живых существ инструменты, чтобы противостоять растущей угрозе, которую представляет собой деятельность человека? Как некоторые виды пережили другие случаи исчезновения? Эволюционная теория спасения пытается частично охватить эти ответы, по крайней мере, на бумаге.

Теоретические основы теории эволюционного спасения

Перед лицом изменения климата, популяции живых существ имеют три инструмента для выживания с течением времени:

• Фенотипическая пластичность: относится к генетическим свойствам человека адаптироваться к изменениям окружающей среды. Генотип кодирует более одного фенотипа.
• Расселение: Любое перемещение популяции, которое потенциально может привести к обмену генами между особями вида.
• Адаптивная эволюция: быстрое видообразование одного или нескольких видов для заполнения многих новых экологических ниш.

Хотя в краткосрочной перспективе явление рассеяния может быть решением, физическое пространство конечно и новые исследуемые территории обычно уже заняты другими живыми существами. По этой причине устойчивость видов в меняющейся среде во многом зависит от их способности адаптивно развиваться, то есть специализироваться на новых вариантах окружающей среды, прежде чем пропадать.

Теория эволюционного спасения основана на этом последнем пункте. Другими словами, предполагает, что живые существа могут восстанавливаться после стрессов окружающей среды с помощью выгодной генетической модификации., вместо того, чтобы возлагать все свои «надежды» на поток генов, миграцию особей или расселение.

«Типичная эволюция» предполагает, что живые существа эволюционируют медленно, но мы больше не находимся в типичной ситуации. Таким образом, исследуется новая концепция «современной эволюции», или, что то же самое, что живые существа могут развиваться быстрее за короткое время, чтобы выжить в окружающей среде несмотря на быстрые изменения, происходящие в нем.

• Вас может заинтересовать: «Видение: что это такое и как оно развивается в биологической эволюции»

Факторы, которые необходимо учитывать

Несколько факторов играют ключевую роль в эволюционной теории спасения. Мы кратко представляем их вам в следующих строках.

1. демографические факторы

Теоретические постулаты предусматривают, что размер оцениваемой популяции является важным фактором, позволяющим узнать, может ли иметь место эволюционное спасение или нет. среди населения существует значение, называемое «минимально жизнеспособной популяцией» (MVP), нижний предел, который позволяет виду выжить в природе.. Когда таксоны ниже этого значения, вымирание становится гораздо более вероятным из-за стохастических или случайных процессов, таких как генетический дрейф.

Таким образом, чем дольше популяция находится ниже MVP, тем меньше вероятность ее эволюционного спасения. Кроме того, чем быстрее уменьшается население, тем больше снижается жизнеспособность этой теории: виду нужно дать «время» для создания жизнеспособной адаптации, прежде чем он будет вызван к вымиранию.

2. Генетические факторы

Генетическая изменчивость вида, частота мутаций, которые он представляет, и индекс его расселения также являются ключами к феномену эволюционного спасения, который имеет место в нем.

Естественно, чем больше генетическая изменчивость популяции, тем больше шансов на спасение., так как естественный отбор может действовать на большее количество признаков. Это будет благоприятствовать наиболее подходящим на тот момент и, в идеале, исчезнут наименее подготовленные, а популяция будет колебаться в сторону наиболее эффективного изменения: произойдет адаптивная эволюция.

Скорость мутаций также должна способствовать эволюционному спасению, поскольку неповреждающие или полезные мутации являются еще одним способом приобретения генетической изменчивости видов. К сожалению, у животных это явление обычно протекает довольно медленно.

3. внешние факторы

Четко, вероятность успешного эволюционного спасения также зависит от окружающей среды. Если скорость изменений в окружающей среде выше, чем скорость смены поколений в популяции, все становится чрезвычайно сложным. Точно так же существенную роль играют взаимодействия с другими живыми существами: как внутри- и межвидовые соревнования могут увеличивать или уменьшать шансы на спасение эволюционный.

Практический подход

До сих пор мы рассказали вам часть теории, но в идеале любое постулирование должно быть хотя бы частично основано на практических наблюдениях. К сожалению, доказать теорию эволюционного спасения чрезвычайно сложно, особенно если принять во внимание, что требуются генетические тесты и последующие наблюдения за населением, которые должны поддерживаться в течение десятилетий.

Очень наглядный пример (хотя и не совсем достоверный из-за своей антропной природы) — устойчивость к антибиотикам различных групп бактерий. Бактерии мутируют гораздо быстрее, чем ожидалось с точки зрения эволюции, поскольку лекарства непреднамеренно отбирают наиболее устойчивых и жизнеспособных особей на постоянной основе. То же самое происходит с некоторыми видами насекомых и применением инсектицидов на сельскохозяйственных культурах.

Другим идеальным случаем могут быть кролики, поскольку вирусный миксоматоз сократил их популяцию в некоторых районах Европы и Австралии на 99% в течение 20 века.. Это привело к отбору в долгосрочной перспективе лиц с мутациями, устойчивыми к инфекции (было идентифицировано до 3 эффективных генетических вариаций). Этот факт предотвратил, по крайней мере частично, полное исчезновение вида, поскольку иммунорезистентные - это те, которые имеют потомство и сохраняются с течением времени.

нерешенные вопросы

Хотя представленные ранее данные кажутся многообещающими, мы должны подчеркнуть, что для каждого случая поразительно, есть много других, в которых виды исчезли из-за вирусов и пандемий без питания Ничего не делать. Это пример хитридиевого грибка у амфибий, который всего за 50 лет привел к сокращению 500 видов амфибий и полному исчезновению почти 100 из них. Конечно, ни в коем случае мы не имеем дело с чудесным адаптивным механизмом.

Еще одна проблема, которую необходимо решить, фактическое различие между эволюционным спасением и нормальными темпами адаптации. Дифференциация обоих терминов, по крайней мере, сложна, поскольку требуется много эмпирических данных и факторов, которые необходимо учитывать для каждого анализируемого вида.

Краткое содержание

Возможно, эти термины могут показаться читателю немного запутанными, но если мы хотим, чтобы у вас было представление, прежде чем И наконец, вот что: эволюционное спасение — это не действие, совершаемое человеком, и не мера консервация, но гипотетическая ситуация, в которой живые существа могут справляться с давлением окружающей среды благодаря быстрой адаптивной эволюции.

Эмпирическая проверка этой концепции представляет собой титаническую логистическую сложность, поскольку требует очень длительного мониторинга популяции, генетического анализа и многих других параметры. В любом случае, мы не можем полагаться на то, что сама природа исправит созданную нами катастрофу: если кто и может переломить эту ситуацию хотя бы частично, так это человек.

Библиографические ссылки:

• Данные о вымираниях: Международный союз охраны природы (МСОП).
• Карлсон, С. М., Каннингем, К. Дж., и Уэстли, П. К. (2014). Эволюционное спасение в меняющемся мире. Тенденции в экологии и эволюции, 29(9), 521-530.
• Белл, Г., и Гонсалес, А. (2009). Эволюционное спасение может предотвратить вымирание после изменения окружающей среды. Письма по экологии, 12(9), 942-948.
• Белл, Г. (2017). Эволюционное спасение. Ежегодный обзор экологии, эволюции и систематики, 48, 605–627.
• Белл, Г. (2013). Эволюционное спасение и пределы адаптации. Философские труды Королевского общества B: биологические науки, 368 (1610), 20120080.