Evolucijsko reševanje: kaj je in kako vpliva na ohranitev vrst

Podnebne spremembe in antropizacija terjajo davek v ekosistemih, zato strokovnjaki ocenjujejo, da vsakih 24 ur izumre od 150 do 200 vrst živih bitij. Tudi habitati ne preživljajo najboljšega trenutka, saj naj bi tudi skupno 13,7 milijona hektarjev gozdov na leto po vsem svetu, kar je enako površini, ki jo zaseda Grčija.

Vsi ti podatki nam kažejo resničnost, ki jo je težko prepoznati: Zemlja se približuje točki brez vrnitve. Bo narava kos spremembam, ki jih prinaša človek? Ali imajo živa bitja dovolj evolucijskih strategij, da se spopadejo z vrtoglavo hitrostjo spreminjanja okolja? Na to vprašanje in na številna druga skuša odgovoriti evolucijska teorija reševanja. Spodaj vam to razlagamo.

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

Kakšna je teorija evolucijskega reševanja?

Človek je v šestem množičnem izumrtju (holocensko izumrtje), saj je hitrost izumiranja vrst danes 100- do 1000-krat večja od naravnega povprečja v evoluciji. Na žalost so bili ti podatki že večkrat podprti z znanstvenimi dokazi.

Po podatkih Mednarodne zveze za varstvo narave (IUCN) v nevarnosti je več kot 32.000 taksonov živih bitij, to je: ena od osmih vrst ptic, vsak četrti sesalec, skoraj polovica dvoživk in 70 % rastlin. Če povzamemo, je 27 % vseh vrst, ki jih ocenijo ljudje, v neki kategoriji ogroženosti.

To postavlja naslednje vprašanje strokovnjakom za ohranjanje narave: Ali imajo živa bitja orodja za soočanje z naraščajočo grožnjo, ki je človeško delovanje? Kako so nekatere vrste preživele druge dogodke izumrtja? Teorije evolucijskega reševanja skušajo vsaj na papirju delno zakriti te odgovore.

Teoretična podlaga teorije evolucijskega reševanja

Spričo podnebnih sprememb, populacije živih bitij imajo tri orodja za preživetje skozi čas:

• Fenotipska plastičnost: nanaša se na genetske lastnosti posameznika, da se prilagaja spremembam okolja. Genotip kodira več kot en fenotip.
• Razpršitev: Vsako gibanje prebivalstva, ki lahko povzroči pretok genov med posamezniki vrste.
• Prilagodljiva evolucija: hitra speciacija ene ali več vrst za zapolnitev številnih novih ekoloških niš.

Čeprav so kratkoročno lahko rešitev disperzijski pojavi, fizični prostor je končen in nova raziskana ozemlja so običajno že zasedena z drugimi živimi bitji. Zaradi tega je obstojnost vrst v spreminjajočem se okolju v veliki meri odvisna od njihove sposobnosti, da se prilagoditveno razvijajo, torej specializirajo za nove okoljske variante prej izginiti.

Teorija evolucijskega reševanja temelji na tej zadnji točki. Z drugimi besedami, predlaga, da si živa bitja lahko opomorejo od okoljskih stresov s koristno gensko modifikacijo, namesto da bi vse svoje »upe« polagali na pretok genov, selitev posameznikov ali razpršitev.

"Tipična evolucija" predlaga, da se živa bitja razvijajo počasi, vendar nismo več v tipični situaciji. Tako se raziskuje nov koncept "sodobne evolucije" ali kar je isto, da se lahko živa bitja v kratkem času hitreje razvijejo za preživetje v okolju kljub hitrim spremembam, ki se v njem dogajajo.

• Morda vas zanima: "Speciacija: kaj je in kako se razvija v biološki evoluciji"

Dejavniki, ki jih je treba upoštevati

Več dejavnikov igra ključno vlogo v evolucijski teoriji reševanja. Predstavljamo vam jih na kratko v naslednjih vrsticah.

1. demografski dejavniki

Teoretične postavke določajo, da je velikost ocenjene populacije bistven dejavnik, da vemo, ali lahko pride do evolucijske rešitve ali ne. v populacijah obstaja vrednost, imenovana "minimalna sposobna populacija" (MVP), spodnja meja, ki omogoča vrsti preživetje v naravi. Ko so taksoni pod to vrednostjo, postane izumrtje veliko bolj verjetno zaradi stohastičnih ali naključnih procesov, kot je genetski drift.

Torej, dlje kot je populacija pod MVP, manjša je verjetnost za evolucijsko reševanje. Poleg tega, hitreje kot se prebivalstvo zmanjšuje, bolj se zmanjša izvedljivost te teorije: vrsti je treba dati "čas", da ustvari ustrezno prilagoditev, preden pride do izumrtja.

2. Genetski dejavniki

Genetska variabilnost vrste, stopnja mutacij, ki jih predstavlja, in njen indeks razpršenosti so prav tako ključni za pojav evolucijskega reševalnega pojava v njej.

seveda, večja kot je genetska variabilnost populacije, večja je verjetnost rešitve, saj lahko naravna selekcija deluje na večje število lastnosti. To bo dalo prednost najprimernejšim za tisti trenutek in v idealnem primeru bodo najmanj pripravljeni izginili in populacija bo nihala k najučinkovitejši spremembi: zgodila se bo prilagodljiva evolucija.

Stopnja mutacije bi morala spodbujati tudi evolucijska reševanja, saj so neškodljive ali koristne mutacije še en način za pridobitev genetske variabilnosti vrst. Na žalost je pri živalih ta pojav običajno precej počasen.

3. zunanji dejavniki

jasno, verjetnost uspešnega evolucijskega reševanja je odvisna tudi od okolja. Če je hitrost spreminjanja okolja hitrejša od stopnje menjave generacij v populaciji, se stvari izjemno zapletejo. Na enak način igrajo bistveno vlogo interakcije z drugimi živimi bitji: tako znotraj in medvrstna tekmovanja lahko povečajo ali zmanjšajo možnosti za rešitev evolucijski.

Praktičen pristop

Doslej smo vam povedali nekaj teorije, a idealno bi bilo, da vsaka predpostavka vsaj delno temelji na praktičnih opažanjih. Na žalost je dokazovanje teorije evolucijskega reševanja izredno zapleteno, še toliko bolj, če upoštevamo, da potrebni so genetski testi in spremljanje populacije, ki jih je treba vzdrževati desetletja.

Zelo jasen primer (čeprav ne povsem veljaven zaradi antropične narave) je odpornost različnih skupin bakterij na antibiotike. Bakterije mutirajo veliko hitreje, kot je bilo evolucijsko pričakovano, saj zdravila nenehno nenamerno izbirajo najbolj odporne in za preživetje sposobne posameznike. Enako se dogaja z nekaterimi vrstami žuželk in uporabo insekticidov na pridelkih.

Drug idealen primer bi lahko bili zajci, saj je virusna miksomatoza v 20. stoletju zmanjšala njihovo populacijo na nekaterih območjih Evrope in Avstralije za do 99 %.. To je privedlo do dolgoročne selekcije posameznikov z mutacijami, odpornimi na okužbe (ugotovljene so bile do 3 učinkovite genetske variacije). To dejstvo je vsaj delno preprečilo popolno izginotje vrste, saj so imunorezistentne tiste, ki imajo potomce in trajajo skozi čas.

nerešena vprašanja

Čeprav se prej izpostavljeni podatki zdijo obetavni, moramo to poudariti za vsak primer posebej osupljivo, obstaja veliko drugih, v katerih so vrste izginile zaradi virusov in pandemije brez energije Delati nič. To je primer glive chytrid pri dvoživkah, ki je v samo 50 letih povzročila upad 500 vrst dvoživk in popolno izumrtje skoraj 100 izmed njih. Seveda v nobenem primeru nimamo opravka s čudežnim prilagoditvenim mehanizmom.

Drugo vprašanje, ki ga je treba rešiti, je dejansko razlikovanje med evolucijskim reševanjem in normalnimi stopnjami prilagajanja. Razlikovanje obeh izrazov je vsaj zapleteno, saj je potrebnih veliko empiričnih dokazov in dejavnikov, ki jih je treba upoštevati za vsako analizirano vrsto.

Povzetek

Morda ti izrazi za bralca zvenijo nekoliko zmedeno, a če želimo, da prej dobite idejo Na koncu je to naslednje: evolucijsko reševanje ni dejanje, ki ga opravi človek, niti merilo ohranjanje, ampak hipotetična situacija, v kateri se živa bitja lahko spopadajo s pritiski okolja zahvaljujoč hitri prilagodljivi evoluciji.

Empirično preizkušanje tega koncepta predstavlja velikansko logistično zapletenost, saj zahteva zelo dolgoročno spremljanje populacije, genetsko analizo in številne druge parametri. Vsekakor pa ne moremo verjeti, da bo narava sama popravila katastrofo, ki smo jo ustvarili: če lahko kdo to situacijo vsaj delno obrne, je to človek.

Bibliografske reference:

• Podatki o izumrtjih: Mednarodna zveza za varstvo narave (IUCN).
• Carlson, S. M., Cunningham, C. J. in Westley, P. TO. (2014). Evolucijsko reševanje v spreminjajočem se svetu. Trendi v ekologiji in evoluciji, 29 (9), 521-530.
• Bell, G. in González, A. (2009). Evolucijsko reševanje lahko prepreči izumrtje po okoljskih spremembah. Ecology letters, 12(9), 942-948.
• Bell, G. (2017). Evolucijsko reševanje. Letni pregled ekologije, evolucije in sistematike, 48, 605-627.
• Bell, G. (2013). Evolucijsko reševanje in meje prilagajanja. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 368(1610), 20120080.