Kaj je hitra evolucija v biologiji?

S sodobnega zornega kota je evolucija vprašanje, ki spravlja v glavo zoologe, genetike in specialiste za filogenijo. Jasno je, da je planet Zemlja v obdobju globokih sprememb in zato stopnje genotipske variabilnosti in Fenotipski vzorec vrste ni več omejen na tradicionalno postavljene teoretične parametre, vsaj do neke mere. spot.

Morda mnogi na primer ne vedo, da smo danes, ko nastajajo te vrstice, sredi šestega množičnega izumrtja (oz. antropocenskega izumrtja). Trenutna stopnja izumrtja je med 100- do 1000-krat višja od tiste, ki bi jo pričakovali v naravnem okolju, in zato ni presenečeni smo, ko izvemo, da je ena od vsakih 8 ptic, eden od vsakih 4 sesalcev in ena od vsakih 3 dvoživk v nevarnosti izumrtja. Ne zaostajajo niti rastline, saj je ogroženih kar 70 % vseh.

S temi predhodnimi podatki želimo prikazati resničnost: hitro razvijajočih se procesov ki se odzivajo na okoljske variacije, so lahko bistvenega pomena za obstoj nekaterih taksonov skozi čas v tako spreminjajočem se in nestabilnem svetu. Če želite izvedeti vse skrivnosti tega malo raziskanega koncepta, nadaljujte z branjem.

• Sorodni članek: "Teorija biološke evolucije: kaj je in kaj razlaga"

Kaj je biološka evolucija?

Postavitev temeljev evolucijskih mehanizmov je prvi korak k ustreznemu raziskovanju teme, ki nas tukaj zadeva. Na preprost način lahko evolucijo definiramo kot niz sprememb genetskih znakov (vključenih v genom) in fenotipsko (izražanje omenjenega genoma) bioloških populacij prek generacije. Obstajata dve široki vrsti evolucije: divergentna in konvergentna.

Divergentna evolucija je tista, pri kateri se vrsta sčasoma loči na dve različni. Ta vrsta adaptivnega procesa je vključena v izraz "speciacija", kjer živa bitja iste populacije pridobijo različne lastnosti pred različnimi izzivi, bodisi zaradi fizičnih, fizioloških ali kromosomskih ovir (med mnogimi drugimi), dokler ne postanejo različne vrste, ki se ne morejo razmnoževati med seboj ja

Po drugi strani pa se vrsta lahko pojavi tudi tam, kjer je obstajala druga, ne da bi se dve populaciji morali ločiti. Preprosto, genetske spremembe določenega taksona lahko postanejo dovolj, da rečemo, da se je ena vrsta razvila v drugo.

V konvergentni evoluciji dve (ali več) različni vrsti pridobita podobne lastnosti, ker sta bili podvrženi podobnim evolucijskim pritiskom.. Na primer, telesi kita in ribe imata primerljive značilnosti in funkcije analogni (plavanje in plenjenje pod vodo), vendar sta njihova evolucijska zgodovina in predniki povsem drugačen.

Na koncu je treba opozoriti, da je najmočnejši mehanizem pri opisovanju evolucije vrst selekcija. naravna, tista "sila", ki spodbuja stalnost najmočnejših in povzroči, da najmanj sposobni za preživetje na koncu izginejo iz "bazena" genetski. Kljub temu pa to ni edino: procesi, kot je genetski drift, povzročajo izgubo in spreminjanje genov v populacijah, čeprav so te naključne in se ne odzivajo na biološko sposobnost bitij živ.

• Morda vas zanima: "Charles Darwin: biografija tega slavnega angleškega naravoslovca"

Kaj mislimo s "hitrim razvojem"?

Umestitev hitre evolucije v trenutno definicijo evolucije je izjemno zapletena, saj se domneva, da Genetske spremembe pri živalskih vrstah (ne toliko pri virusih in bakterijah) se dogajajo počasi, skozi tisoče let. leta.

Izraz "hitra evolucija" se v znanstvenih publikacijah uporablja za opis spremembe frekvenc alelov (variacije genov) znotraj določene populacije v nekaj generacijah. Te spremembe znotraj iste vrste lahko nastanejo zaradi pojava novih genotipov (mutacij), pretoka genov med populacijami ali genetskih mešanic med posamezniki in/ali vrstami.

Nekateri avtorji trdijo, da mora hitra evolucija pomeniti spremembo ekološke poti populacij, ki jo izkusijo, tj. Z drugimi besedami, prevesti ga je treba v vrsto oprijemljivih opazovanj, ki dokazujejo, da se je živo bitje "variiralo", poenostavljajoč jezik z maksimum. Medtem pa drugi raziskovalci trdijo, da temu ni nujno tako: včasih lahko pride do hitrega razvoja, da se ohrani status quo populacije v ekosistemu, v katerem se razmnožuje, ne da bi povzročile etološke spremembe ali v svoji trofični verigi, za primer.

Tekma populacij proti izumrtju

Možnost lokalne prilagoditve populacije (in s tem njen potencial hitrega razvoja) je odvisna od več dejavnikov. Med njimi najdemo naslednje:

• Lokalna selekcijska sila, torej okoljske spremembe in izzivi, s katerimi se mora dana populacija soočiti.
• Število variabilnih genov znotraj analizirane populacije.
• Velikost populacije, ker večja kot je, bolj se lahko ukvarja z naključnimi procesi, kot je genetski drift.

Torej, to vidimo pospešena stopnja evolucije je odvisna tako od okolja kot od notranjih značilnosti analizirane vrste. Na primer, če pogledamo takson, ki se v zadnjih 1000 letih skoraj ni spremenil in kaže genetsko variabilnost zelo majhen, si težko predstavljamo, da bi lahko nenadoma kopičil oprijemljive genotipske spremembe v nekaj generacije.

Poleg tega je treba opozoriti, da obstajajo regije pospešene rasti DNK (AR) pri mnogih živalskih vrstah, kar pomeni, da trpijo veliko hitreje, kot je bilo pričakovano. Lahko bi si predstavljali, da večji ko je delež AR-jev, bolj verjeten bo hiter razvoj, a spet lahko na tej točki le špekuliramo.

Darwinovi ščinkavci: knjižni primer

Govorjenje o hitri evoluciji danes je v mnogih primerih neresnično, saj tudi če se pojavi v krajšem časovnem oknu kot običajni evolucijski procesi, je to še vedno preširok interval, da bi ga lahko zajela ena (ali več) študij.

Po drugi strani pa obstajajo primeri, ki do neke mere prikazujejo tukaj postavljene ideje. Jasen dogodek, ki to kaže, je dogodek enega od Darwinovih ščinkavcev (prebivalca Galapaških otokov), ki je po ena študija je zmanjšala povprečno velikost kljuna v 22 letih zaradi vnosa druge konkurenčne vrste.

Izkazalo se je, da so bili ščinkavci z večjimi kljuni vneseni v njihov življenjski prostor in zato izpodrinjeni prvotnim velikokljunim ščinkavcem, saj so bolj učinkoviti pri uničevanju trdih semen. tako da, ptice z manjšimi kljuni, ki so izkoriščale nišo, so vse bolj uspevale (najmanjša semena), kjer ni bilo tekmovalcev. Zaradi tega se je postopoma povečal delež osebkov v prvotni populaciji z majhnimi vrhovi.

zadnji premisleki

Ne verjemite vsemu, kar vidite v določenih medijih. Trditev o prisotnosti hitrega evolucijskega procesa je izjemno zapletena, saj se ne zgodi v eni ali dveh generacijah. Dejavnikov, ki jih je treba upoštevati, je veliko, zato vam postavljamo naslednja vprašanja: ali je favoriziran značaj v populaciji obstajal že pred domnevno "hitro evolucijo"? Ali je bilo sčasoma popravljeno ali gre za občasno opažanje? Ali je razlika pomembna?

Nekateri mediji na primer trdijo, da so se nekatere vrste v nekaj letih »naučile« presnavljati strup vrste, vnesene v njihov življenjski prostor. Fascinantno, kajne? Upamo si trditi, da je to praktično nemogoče. Ena stvar je, da v populaciji obstajajo mutacije, ki spremenijo sestavo toksina in posamezniki, ki ga predstavljajo, so favorizirani, drugi pa drugačen, da se ta lik pojavi iz nič kot odziv na dani selektivni pritisk. Če bi bila hitra evolucija tako preprosta in učinkovita, kako to, da skoraj 150 vrst izumre vsakih 24 ur?

Povzetek

V teh zadnjih vrsticah nismo poskušali, daleč od tega, zavreči koncepta hitre evolucije. Potrebna je kritična in analitična perspektiva. Evolucija je v vseh primerih počasen proces, ki zahteva fiksiranje znakov skozi čas. Enostavno ne moremo vedeti, ali je populacijski trend sporadičen ali dokončen, šele čez mnogo let. njegove dokumentacije in je zato dokazovanje hitre evolucije v kompleksnih bitjih pravi glavobol. glavo.

Bibliografske reference:

• Ferris, E., Abegglen, L. M., Schiffman, J. D. in Gregg, C. (2018). Pospešena evolucija v značilnih vrstah razkriva kandidatne elemente za klinično pomembne lastnosti, vključno z mutacijo in odpornostjo proti raku. Poročila o celicah, 22 (10), 2742-2755.
• Maron, J. L., Vilà, M., Bommarco, R., Elmendorf, S. in Beardsley, P. (2004). Hiter razvoj invazivne rastline. Ekološke monografije, 74(2), 261-280.
• Thomson, J. št. (1998). Hitra evolucija kot ekološki proces. Trendi v ekologiji in evoluciji, 13(8), 329-332.
• Yoshida, T., Jones, L. E., Ellner, S. P., Fusmann, G. F. in Hairston, N. g. (2003). Hitra evolucija poganja ekološko dinamiko v sistemu plenilec–plen. Narava, 424 (6946), 303-306.