Evolucijsko ozko grlo: kaj je to in kako vpliva na vrste

Ko pomislimo na razvoj živih bitij, nam najprej pade na pamet naravna selekcija, tisto znamenito postulacijo, ki jo je v svojem današnjem brezčasnem delu naredil Charles Darwin: Izvor vrste. Kljub temu, da je bil večkrat preoblikovan in pridobljeno novo znanje o tej temi, je ta evolucijski pojav nesporen.

Naravna selekcija gre za vrsto zelo preprostih premis: genom živih bitij mutira, rekombinira (v primeru spolnega razmnoževanja) in kromosomi lahko spremenijo obliko in / ali število. Ker geni med generacijami niso tesni, se včasih pojavijo nove lastnosti, ki favorizirajo posameznike, ki jih nosijo. V drugih primerih so mutacije tihe ali škodljive, zato vrst ne gledajo.

Recimo na primer, da mutacija določenega gena povzroči, da ima ptica nekoliko daljše repno perje. Če ta lastnost privabi samice, se bo dolgorepi moški razmnožil več kot ostali posamezniki te vrste. Če je ta lastnost dedna, se bo pojavilo vedno več osebkov z dolgimi repi, saj bi imeli v povprečju več potomcev. Na koncu bi bil ta koristni značaj na koncu določen v vrsti.

To je jasen primer naravne selekcije spolne narave, saj je izbira samic tista, ki kodira postopek. Kakor koli že, vsi ne vedo, da v naravi "nima vsega razloga". Če nadaljujete z branjem, boste vedeli, kaj mislimo, saj vam bomo povedali, kaj je genski zamik in njegova posebej presenetljiva različica: evolucijsko ozko grlo.

• Povezani članek: "Teorija biološke evolucije: kaj je in kaj pojasnjuje"

Kaj je genski zamik?

Evolucijski mehanizmi niso popolni, pa čeprav se zdijo pri proučevanju nekaterih prilagoditev živali pri pouku biologije. Naravna selekcija deluje kot neprostovoljna in nezavedna sila, toda živa bitja "delajo, kar lahko, s tem, kar imajo". Vsekakor bi bile nekatere lastnosti idealne za žival v določenem okolju, lahko pa mutacija pri vrsti je nemogoče ali pa preprosto, da telo živali ni zasnovano za izkoriščanje niše kocke.

Poleg tega je treba opozoriti, da naravna selekcija ni edini evolucijski mehanizem pri živih bitjih. Obstaja tudi genski zamik, stohastični (nedeterministični) učinek, ki zaradi napak vzorčenja povzroči spreminjanje genov skozi naključne generacije.

Praktičen primer

Vzemimo primer. V populaciji pritlikavcev je 7 rdečih in 3 zelene hrošče. Izkazalo se je, da se zelenice bolje mešajo z okoljem in zato zmanjšujejo možnosti, da bi se predrle in bi se lahko lažje razmnoževale kot rdeče. Nobenega dvoma ni, da so v tem primeru zeleni nevretenčarji "bolj primerni na evolucijski ravni".

Na žalost, preden se ti 3 osebki lahko kopulirajo, krava stopi na tla in jih zdrobi. Sesalec se zavestno ni odločil končati življenja hroščev, saj jih ni poskušal uloviti, niti ni z njimi na noben način komuniciral. Lastnost teh koleopteronov je bila nedvomno pozitivna, vendar so po naključju koristni geni izginili.

Torej, Genetski zamik ponavadi zmanjšuje gensko raznolikost: če bi stopili na 3 rdeče hrošče (najpogostejša lastnost), bi še vedno obstajal še 4, ki bi se. Kolikor bi bila zelena barva koristna za vrsto, je bila naključna nesreča, da je bil gen s povsem nezanesljivega dejanja izbrisan iz populacije. Tako deluje genski zamik.

V tem primeru naj bi bile verjetnosti, da bi stopili nanjo, enake za zelene in rdeče hrošče. V nasprotnem primeru vzorčenje ne bi bilo naključno.

Evolucijsko ozko grlo v genskem odnašanju

Za trenutek si predstavljajte, da je v zgornjem primeru 10.000 hroščev, 7.000 rdečih in 3000 zelenih: v tem V tem primeru ne glede na to, koliko krava zdrobi 3 primerke določene barve, bodo zeleni geni še dolgo ostali izraz. Ob tej predpostavki se razume, da genski zamik veliko bolj prizadene majhne populacije.

Evolucijsko ozko grlo pa je dogodek, v katerem nenaden drastičen upad prebivalstva doživi okoljski dogodek, kot je potres, lakota, bolezen ali žal človeške dejavnosti. Če je v naši populaciji 10.000 raznobarvnih hroščev poplava, ki pusti le 10 osebkov živ, si ni težko predstavljati, kako bo genski znesek lahko veliko lažje deloval v uničeni populaciji izčrpana.

Da bi razumeli posledice evolucijskega ozkega grla, moramo razčleniti vrsto izrazov, ki so tako konkretni kot vznemirljivi. Pojdi.

Minimalno sposobno prebivalstvo

V ohranjevalni biologiji je najmanjša sposobnost preživetja prebivalstva (MVP) najmanjše število posameznikov v populaciji, ki lahko preživijo, ne da bi se sčasoma sesulo. Na teoretični ravni lahko obstaja populacija s številom posameznikov, večjim od MVP, kljub običajne naravne nesreče, pomanjkanje pričakovane hrane ali predhodni učinki genskega odnašanja opisano.

Ni natančno določenega najmanjšega števila sposobnih prebivalcev, saj vrsta, kot je navadna krastača (Bufo spinosus), ki odlaga na tisoče jajčec, ni enaka. letno kot slon (Loxodonta africana), vrsta, katere samice ob rojstvu rodijo samo eno tele in imajo brejost 22 let mesecev. Glede na čas razvoja, brejost, reproduktivne cikle in številne druge parametre je lahko MVP veliko višji ali nižji.

Na splošno je splošno znano, da je optimalna MVP za katero koli vrsto tista, ki zagotavlja stalnost prebivalstva 95-99% v 1.000 letih, ob zavedanju, da se lahko v tem intervalu pojavijo nesreče in škodljivi dogodki začasno. Kot si lahko predstavljate, bo zaradi ozkega grla populacija s številom pod MVP obsojena na propad.

• Morda vas zanima: "Kaj je genetska koda in kako deluje?"

Učinkovita velikost populacije (Ne)

Drug zelo zanimiv parameter (vendar veliko težje razumljiv) je dejanska velikost populacije (Ne). To je opredeljeno kot število posameznikov, ki bi jih moralo imeti idealizirano prebivalstvo za določeno količino interesa, da bi bilo v idealizirani populaciji enako kot v dejanski populaciji. Poenostavljeno povedano, Ne pomaga genetikom razumeti dejansko število posameznikov, ki se razmnožujejo v populaciji.

Vrnimo se zopet k svojim hroščem. V začetni populaciji 10.000 osebkov imamo veliko živih bitij, vendar to ne pomeni, da vsi gredo da se vsako leto razmnožujejo, morda zato, ker tekmujejo med seboj ali ker je prostor za odlaganje jajčec omejen. Torej, tudi če je skupno število prebivalstva 10.000 (N: 10.000), bi lahko bila dejanska velikost populacije na primer 300 posameznikov (Ne: 300). To ima veliko posledic na evolucijski ravni, saj je prav ta parameter za nas resnično pomemben pri kvantifikaciji možnih učinkov ozkega grla.

Ta primer se morda zdi namišljen, vendar so na primer minute z efektivnimi velikostmi zelo pogoste pri populacijah divjih dvoživk. Moški se intenzivno tekmujejo z drugimi kandidati za dostop do žensk in za Na žalost že vrsto let vladajo suše in ne najdejo dovolj vodnih virov, da bi jih odlagali jajca. Torej, tudi če je v določeni populaciji anketiranih 1000 odraslih, se je lahko tisto leto reproduciralo le 100 (zelo optimistično).

Nadaljuj

Če povzamemo, tukaj smo vas naučili, kaj je genski zamik, kaj je ozko grlo in od česa so odvisni njegovi učinki. Če katastrofalni dogodek povzroči evolucijsko ozko grlo, ki poleg tega pušča prebivalstvo vrste pod MVP, za katero je značilno, da ima nizek Ne, si lahko predstavljate izid.

Učinkov tega dogodka morda ni mogoče opaziti v prvi vrsti, toda z vsako generacijo prizadete populacije se bo genski sklad porušil in, zato bodo vpleteni na koncu trpeli za križanstvom in izginjali zaradi bolezni, mutacij, pomanjkanja prilagoditev in biološke sposobnosti preživetja izčrpana.

Bibliografske reference

• Barbadilla, A. (2012). Genetika prebivalstva. Avtonomna univerza v Barceloni. Na: http://biologia. uab. es / divulgacio / genpob. html # faktorji, posvetoval, 27. (10.), 2012.
• López, S. F. (2001). Razvoj genov za histokompatibilnost razreda I pri sevanju južnoameriških zlatov (lúganos) (doktorska disertacija, Univerza Complutense v Madridu).
• Roffé, A. (2014, avgust). Genetski premik kot evolucijska sila. Na IX. Srečanju AFHIC / XXV Epistemology and History of Science Conference.
• SEOANE, C. IN. S., KAGEYAMA, P. Y., RIBEIRO, A., MATIAS, R., Reis, M. S., BAWA, K. in SEBBENN, A. M. (2005). Vplivi drobljenja gozdov na selitev semen in začasno gensko strukturo populacij Euterpe edulis Mart. Revista do Instituto Florestal, 17 (1), 23–43.