Čo je rýchly vývoj v biológii?

Evolúcia je zo súčasného pohľadu problematikou, ktorá stavia do hlavy zoológov, genetikov a špecialistov na fylogenézu. Je jasné, že planéta Zem sa nachádza v období hlbokých zmien, a preto miera genotypovej variability a Fenotypový vzor druhu už nie je ohraničený tradične postulovanými teoretickými parametrami, aspoň do určitej miery. mieste.

Napríklad možno mnohí nevedia, že dnes, keď sa píšu tieto riadky, sa nachádzame uprostred šiesteho masového vymierania (alebo antropocénneho vymierania). Súčasná miera vyhynutia je 100 až 1 000-krát vyššia, ako by sa dalo očakávať v prírodnom prostredí, a preto nie je s prekvapením zistíme, že každému ôsmemu vtákovi, každému štvrtému cicavcovi a každému tretiemu obojživelníkovi hrozí vyhynutie. Rastliny nezaostávajú, keďže 70 % z nich je ohrozených.

Pomocou týchto predbežných údajov chceme demonštrovať realitu: rýchlo sa vyvíjajúce procesy ktoré reagujú na zmeny prostredia by mohli byť nevyhnutné pre trvalosť určitých taxónov v priebehu času v takomto meniacom sa a nestabilnom svete. Ak chcete poznať všetky tajomstvá tohto málo preskúmaného konceptu, pokračujte v čítaní.

• Súvisiaci článok: "Teória biologickej evolúcie: čo to je a čo vysvetľuje"

Čo je biologická evolúcia?

Položenie základov evolučných mechanizmov je prvým krokom k adekvátnemu preskúmaniu témy, ktorá nás tu zaujíma. Jednoduchým spôsobom možno evolúciu definovať ako súbor zmien v genetických znakoch (zahrnutých v genóm) a fenotypový (expresia uvedeného genómu) biologických populácií prostredníctvom generácie. Existujú dva široké typy evolúcie: divergentná a konvergentná.

Divergentná evolúcia je taká, pri ktorej sa druh v priebehu času rozdelí na dva rôzne. Tento typ adaptačného procesu je zahrnutý v termíne „špeciácia“, kde živé bytosti tej istej populácie získajú rôzne črty pred rôznymi problémy, či už kvôli fyzickým, fyziologickým alebo chromozomálnym bariéram (okrem mnohých iných), kým sa nestanú odlišnými druhmi, ktoré sa nemôžu navzájom rozmnožovať Áno.

Na druhej strane sa druh môže objaviť aj tam, kde bol iný, bez toho, aby sa museli oddeliť dve populácie. Jednoducho, genetické zmeny konkrétneho taxónu môžu stačiť na to, aby sme mohli povedať, že jeden druh sa vyvinul na iný.

V konvergentnej evolúcii dva (alebo viac) rôznych druhov získavajú podobné črty, pretože boli vystavené podobným evolučným tlakom.. Napríklad telá veľryby a ryby majú porovnateľné vlastnosti s funkciami analogické (plávanie a predchodcovstvo pod vodou), ale ich evolučná história a pôvod sú úplne rôzne.

Nakoniec je potrebné poznamenať, že najsilnejším mechanizmom pri popise evolúcie druhov je selekcia. prirodzená, tá „sila“, ktorá podporuje stálosť tých najschopnejších a spôsobuje, že tí najmenej životaschopní nakoniec zmiznú z „bazéna“ genetický. Napriek tomu to nie je jediné: procesy ako genetický drift spôsobujú stratu a variácie génov v populáciách, hoci tieto sú náhodné a nereagujú na biologickú zdatnosť bytostí nažive.

• Mohlo by vás zaujímať: "Charles Darwin: biografia tohto slávneho anglického prírodovedca"

Čo rozumieme pod pojmom „rýchla evolúcia“?

Začlenenie rýchlej evolúcie do súčasnej definície evolúcie je mimoriadne zložité, pretože sa to predpokladá Genetické zmeny v živočíšnych druhoch (nie tak vo vírusoch a baktériách) sa vyskytujú pomaly, v priebehu tisícok rokov. rokov.

Termín „rýchla evolúcia“ sa používa vo vedeckých publikáciách na opis zmeny vo frekvenciách alel (génové variácie) v rámci špecifickej populácie v priebehu niekoľkých generácií. Tieto zmeny v rámci toho istého druhu môžu vyplynúť z objavenia sa nových genotypov (mutácií), toku génov medzi populáciami alebo genetických zmesí medzi jednotlivcami a/alebo druhmi.

Niektorí autori predpokladajú, že rýchla evolúcia musí znamenať zmenu v ekologickej trajektórii populácií, ktoré ju zažívajú, tj. Inými slovami, treba to preložiť do série hmatateľných pozorovaní, ktoré dokazujú, že živá bytosť sa „menila“ a zjednodušuje jazyk maximálne. Medzitým iní výskumníci tvrdia, že to tak nemusí byť: niekedy môže dôjsť k rýchlej evolúcii na udržanie status quo populácie v ekosystéme, v ktorom sa množí, bez toho, aby musel produkovať etologické zmeny alebo vo svojom trofickom reťazci, napr. príklad.

Rasa populácií proti vyhynutiu

Potenciál miestnej adaptácie populáciou (a teda aj jej potenciál rýchleho vývoja) závisí od viacerých faktorov. Medzi nimi nájdeme nasledovné:

• Miestna selekčná sila, teda environmentálne zmeny a výzvy, ktorým musí daná populácia čeliť.
• Počet variabilných génov v rámci analyzovanej populácie.
• Veľkosť populácie, pretože čím je väčšia, tým viac sa dokáže vysporiadať s náhodnými procesmi, ako je genetický drift.

Takže to vidíme zrýchlená rýchlosť evolúcie závisí od prostredia aj od vnútorných charakteristík analyzovaného druhu. Ak sa napríklad pozrieme na taxón, ktorý sa za posledných 1000 rokov takmer nezmenil a ktorý vykazuje genetickú variabilitu je extrémne malý, ťažko si vieme predstaviť, že by sa v ňom mohli náhle nahromadiť hmatateľné genotypové zmeny v niekoľkých generácie.

Okrem toho je potrebné poznamenať, že v mnohých živočíšnych druhoch existujú oblasti zrýchleného rastu DNA (AR), to znamená, že trpia oveľa rýchlejšími mutáciami, ako sa očakávalo. Niekto by si mohol predstaviť, že čím vyšší bude podiel AR, tým pravdepodobnejší bude rýchly vývoj, ale opäť v tomto bode môžeme len špekulovať.

Darwinove pinky: knižný príklad

Hovoriť o rýchlej evolúcii je dnes v mnohých prípadoch nepravdivé aj keď sa vyskytuje v kratšom časovom okne ako bežné evolučné procesy, stále je to príliš široký interval na to, aby ho pokryla jedna (alebo niekoľko) štúdií.

Na druhej strane existujú príklady, ktoré do určitej miery demonštrujú myšlienky tu postulované. Jasnou udalosťou, ktorá to ukazuje, je jedna z Darwinových piniek (obyvateľka Galapágskych ostrovov), ktorá podľa jedna štúdia znížila svoju priemernú veľkosť účtu za 22 rokov v dôsledku introdukcie iného konkurenčného druhu.

Ukazuje sa, že do ich biotopu boli zavlečené, a preto premiestnené, pinky s väčšími zobákmi k pôvodným veľkozobcom tým, že sú účinnejšie pri ničení tvrdých semien. takže, vtákom s menším zobákom, ktoré využívali výklenok, sa darilo čoraz viac (najmenšie semená), kde neboli žiadni konkurenti. Z tohto dôvodu sa postupne zvyšoval podiel jedincov v pôvodnej populácii s malými vrcholmi.

záverečné úvahy

Neverte všetkému, čo vidíte v určitých médiách. Argumentovať prítomnosťou rýchleho evolučného procesu je mimoriadne zložité, pretože k nemu nedochádza za jednu alebo dve generácie. Je veľa faktorov, ktoré treba vziať do úvahy, a preto vám kladieme nasledujúce otázky: existovala obľúbená postava v populácii už pred údajnou „rýchlou evolúciou“? Spravilo sa to časom alebo ide o sporadické pozorovanie? Je variácia významná?

Niektoré médiá napríklad tvrdia, že určité druhy sa za pár rokov „naučili“ metabolizovať jed druhu zavlečeného do ich biotopu. Fascinujúce, však? Dovolíme si tvrdiť, že je to prakticky nemožné. Jedna vec je, že v populácii existujú mutácie, ktoré menia zloženie toxínu a jednotlivci, ktorí ju prezentujú, sú zvýhodnení a iní odlišní, že táto postava sa javí ako nič v reakcii na daný selektívny tlak. Ak by bol rýchly vývoj taký jednoduchý a efektívny, ako to, že každých 24 hodín vyhynie takmer 150 druhov?

Zhrnutie

V týchto posledných riadkoch sme sa ani zďaleka nepokúšali zavrhnúť koncept rýchlej evolúcie. Potrebný je kritický a analytický pohľad. Evolúcia je vo všetkých prípadoch pomalý proces, ktorý si vyžaduje fixáciu znakov v priebehu času. Až po mnohých rokoch jednoducho nemôžeme vedieť, či je populačný trend sporadický alebo definitívny. dokumentácie, a teda demonštrovanie rýchlej evolúcie v zložitých bytostiach je skutočným bolehlavom. hlavu.

Bibliografické odkazy:

• Ferris, E., Abegglen, L. M., Schiffman, J. D. a Gregg, C. (2018). Zrýchlená evolúcia u charakteristických druhov odhaľuje kandidátske prvky pre klinicky relevantné znaky vrátane mutácie a odolnosti voči rakovine. Cell Reports, 22(10), 2742-2755.
• Maron, J. L., Vila, M., Bommarco, R., Elmendorf, S., & Beardsley, P. (2004). Rýchla evolúcia inváznej rastliny. Ekologické monografie, 74 (2), 261-280.
• Thomson, J. č. (1998). Rýchla evolúcia ako ekologický proces. Trends in ecology & evolution, 13 (8), 329-332.
• Yoshida, T., Jones, L. E., Ellner, S. P., Fusmann, G. F. a Hairston, N. g. (2003). Rýchla evolúcia poháňa ekologickú dynamiku v systéme dravec – korisť. Nature, 424 (6946), 303-306.