Evolučná záchrana: čo to je a ako ovplyvňuje zachovanie druhov

Klimatické zmeny a antropizácia si vyberajú svoju daň na ekosystémoch, a preto odborníci odhadujú, že každých 24 hodín vyhynie 150 až 200 druhov živých bytostí. Ani biotopy neprežívajú najlepšie obdobie, keďže sa odhaduje aj celkom 13,7 milióna hektárov lesa ročne na celom svete, čo je ekvivalent plochy, ktorú zaberá Grécko.

Všetky tieto údaje nám ukazujú realitu, ktorú je ťažké rozpoznať: Zem sa blíži k bodu, odkiaľ niet návratu. Bude príroda schopná držať krok so zmenami, ktoré zaviedli ľudia? Majú živé bytosti dostatok evolučných stratégií na to, aby sa vyrovnali so závratnou rýchlosťou zmien prostredia? Táto otázka a mnohé ďalšie sa pokúšajú zodpovedať evolučná teória záchrany. Vysvetlíme vám to nižšie.

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

Aká je teória evolučnej záchrany?

Ľudská bytosť je v šiestom hromadnom vymieraní (holocénne vymieranie), keďže rýchlosť vymierania druhov je dnes 100 až 1 000-násobkom prirodzeného priemeru v evolúcii. Bohužiaľ, tieto údaje boli pri viacerých príležitostiach podložené vedeckými dôkazmi.

Podľa Medzinárodnej únie na ochranu prírody (IUCN) viac ako 32 000 taxónov živých bytostí je ohrozených, teda jeden z ôsmych druhov vtákov, jeden zo štyroch cicavcov, takmer polovica obojživelníkov a 70 % rastlín. Stručne povedané, 27 % všetkých druhov hodnotených ľuďmi patrí do nejakej kategórie ohrozenia.

Pre odborníkov na ochranu prírody to vyvoláva nasledujúcu otázku: Majú živé bytosti nástroje, ako čeliť rastúcej hrozbe, ktorou je ľudská činnosť? Ako niektoré druhy prežili iné udalosti vyhynutia? Evolučná teória záchrany sa snaží tieto odpovede čiastočne pokryť aspoň na papieri.

Teoretické základy teórie evolučnej záchrany

Tvárou v tvár klimatickým zmenám, populácie živých bytostí majú tri nástroje na prežitie v priebehu času:

• Fenotypová plasticita: odkazuje na genetické vlastnosti jednotlivca prispôsobiť sa zmenám prostredia. Genotyp kóduje viac ako jeden fenotyp.
• Rozptýlenie: Akýkoľvek pohyb populácie, ktorý má potenciál viesť k toku génov medzi jednotlivcami druhu.
• Adaptívny vývoj: rýchla speciácia jedného alebo viacerých druhov na vyplnenie mnohých nových ekologických výklenkov.

Aj keď v krátkodobom horizonte môže byť riešením fenomén rozptylu, fyzický priestor je konečný a nové skúmané územia sú zvyčajne už obsadené inými živými bytosťami. Z tohto dôvodu pretrvávanie druhov v meniacom sa prostredí do značnej miery závisí od ich schopnosti adaptívne sa vyvíjať, to znamená špecializovať sa na nové environmentálne varianty predtým zmiznúť.

Na tomto poslednom bode je založená teória evolučnej záchrany. Inými slovami, navrhuje, aby sa živé bytosti mohli zotaviť z environmentálnych stresov prostredníctvom výhodnej genetickej modifikácienamiesto toho, aby vkladali všetky svoje „nádeje“ do toku génov, migrácie jedincov alebo rozptýlenia.

„Typická evolúcia“ predpokladá, že živé bytosti sa vyvíjajú pomaly, ale my už nie sme v typickej situácii. Preto sa skúma nový koncept „súčasnej evolúcie“, alebo čo je to isté, že živé bytosti sa môžu v krátkom čase vyvíjať rýchlejšie, aby prežili v prostredí napriek rýchlym zmenám, ktoré v ňom nastávajú.

• Mohlo by vás zaujímať: "Špeciácia: čo to je a ako sa vyvíja v biologickej evolúcii"

Faktory, ktoré treba vziať do úvahy

V evolučnej teórii záchrany zohráva kľúčovú úlohu niekoľko faktorov. V nasledujúcich riadkoch vám ich v krátkosti predstavíme.

1. demografické faktory

Teoretické postulácie stanovujú, že veľkosť hodnotenej populácie je základným faktorom, aby sme vedeli, či sa evolučná záchrana môže uskutočniť alebo nie. v populáciách existuje hodnota nazývaná „minimálna životaschopná populácia“ (MVP), dolná hranica, ktorá umožňuje druhu prežiť v prírode. Keď sú taxóny pod touto hodnotou, vyhynutie sa stáva oveľa pravdepodobnejšie v dôsledku stochastických alebo náhodných procesov, ako je genetický drift.

Čím dlhšie je teda populácia pod MVP, tým je menšia pravdepodobnosť evolučnej záchrany. Okrem toho, čím rýchlejšie sa populácia znižuje, tým viac sa znižuje životaschopnosť tejto teórie: druh musí dostať „čas“ na vytvorenie životaschopnej adaptácie predtým, ako bude vyvolaný vyhynutím.

2. Genetické faktory

Genetická variabilita druhu, miera mutácií, ktoré predstavuje, a jeho rozptylový index sú tiež kľúčom k evolučnému záchrannému fenoménu, ktorý sa v ňom môže uskutočniť.

prirodzene, čím väčšia je genetická variabilita populácie, tým väčšia je pravdepodobnosť záchrany, keďže prirodzený výber môže pôsobiť na väčší počet vlastností. To zvýhodní tých najvhodnejších pre daný moment a v ideálnom prípade zmiznú tí najmenej pripravení a populácia bude kolísať k najefektívnejšej zmene: dôjde k adaptívnej evolúcii.

Miera mutácií by mala tiež podporovať evolučné záchrany, pretože nezničujúce alebo prospešné mutácie sú ďalším spôsobom, ako získať genetickú variabilitu u druhov. Bohužiaľ, u zvierat je tento jav zvyčajne dosť pomalý.

3. vonkajšie faktory

jasne, pravdepodobnosť úspešnej evolučnej záchrany závisí aj od prostredia. Ak je tempo zmien prostredia rýchlejšie ako tempo generačnej obmeny v populácii, veci sa enormne skomplikujú. Rovnakým spôsobom zohrávajú zásadnú úlohu interakcie s inými živými bytosťami: oboje vnútrodruhové a medzidruhové súťaže môžu zvýšiť alebo znížiť šance na záchranu evolučné.

Praktický prístup

Zatiaľ sme vám povedali niečo z teórie, ale v ideálnom prípade by mal byť akýkoľvek postulácia založený, aspoň čiastočne, na praktických pozorovaniach. Žiaľ, dokazovanie teórie evolučnej záchrany je nesmierne zložité, o to viac, ak to vezmeme do úvahy genetické testy a následné sledovanie populácie, ktoré sa musia udržiavať po celé desaťročia.

Veľmi jasným príkladom (aj keď nie celkom platným pre jeho antropický charakter) je rezistencia rôznych skupín baktérií na antibiotiká. Baktérie mutujú oveľa rýchlejšie, ako sa evolučne očakávalo, keďže lieky si priebežne neúmyselne vyberajú tých najodolnejších a životaschopných jedincov. To isté sa deje s niektorými druhmi hmyzu a aplikáciou insekticídov na plodiny.

Ďalším ideálnym prípadom by mohli byť králiky, keďže vírusová myxomatóza znížila ich populácie v niektorých oblastiach Európy a Austrálie v priebehu 20. storočia až o 99 %.. To viedlo k selekcii z dlhodobého hľadiska jedincov s mutáciami odolnými voči infekcii (boli identifikované až 3 účinné genetické variácie). Táto skutočnosť aspoň čiastočne zabránila úplnému vymiznutiu druhu, keďže imunorezistentné sú tie, ktoré majú potomstvo a časom vydržia.

nevyriešené problémy

Hoci predtým zverejnené údaje sa zdajú sľubné, musíme zdôrazniť, že pre každý prípad zarážajúce, existuje mnoho ďalších, v ktorých druhy zmizli v dôsledku vírusov a pandémií bez elektriny Nerob nič. Toto je príklad chytridovej huby u obojživelníkov, ktorá spôsobila úbytok 500 druhov obojživelníkov a úplné vyhynutie takmer 100 z nich len za 50 rokov. Samozrejme, v žiadnom prípade nemáme dočinenia so zázračným adaptačným mechanizmom.

Ďalším problémom, ktorý treba vyriešiť, je skutočný rozdiel medzi evolučnou záchranou a normálnou mierou adaptácie. Rozlíšenie oboch pojmov je prinajmenšom zložité, pretože je potrebných veľa empirických dôkazov a faktorov, ktoré je potrebné vziať do úvahy pre každý analyzovaný druh.

Zhrnutie

Možno sa tieto pojmy môžu zdať čitateľovi trochu mätúce, ale ak chceme, aby ste mali predstavu skôr Koniec, toto je nasledovné: evolučná záchrana nie je čin vykonaný ľudskou bytosťou, ani meradlom toho zachovanie, ale hypotetická situácia, v ktorej sa živé organizmy dokážu vyrovnať s environmentálnymi tlakmi vďaka rýchlemu adaptívnemu vývoju.

Empirické testovanie tohto konceptu predstavuje obrovskú logistickú zložitosť vyžaduje veľmi dlhodobé sledovanie populácie, genetické analýzy a mnohé iné parametre. V každom prípade nemôžeme veriť, že samotná príroda napraví katastrofu, ktorú sme vytvorili: ak niekto môže túto situáciu zvrátiť, aspoň čiastočne, je to človek.

Bibliografické odkazy:

• Údaje o vyhynutí: Medzinárodná únia na ochranu prírody (IUCN).
• Carlson, S. M., Cunningham, C. J. a Westley, P. TO. (2014). Evolučná záchrana v meniacom sa svete. Trends in Ecology & Evolution, 29 (9), 521-530.
• Bell, G. a González, A. (2009). Evolučná záchrana môže zabrániť vyhynutiu po zmene životného prostredia. Ekologické listy, 12(9), 942-948.
• Bell, G. (2017). Evolučná záchrana. Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics, 48, 605-627.
• Bell, G. (2013). Evolučná záchrana a limity adaptácie. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 368(1610), 20120080.