Еволуционо уско грло: шта је то и како утиче на врсте

Када размишљамо о еволуцији живих бића, прво што нам падне на памет је природна селекција, ону чувену поставку коју је изнео Чарлс Дарвин у свом данашњем ванвременском делу: Порекло врста. Упркос чињеници да је у неколико наврата преформулисан и стечена су нова знања о овој теми, овај еволутивни феномен је неоспоран.

Природна селекција бави се низом врло једноставних премиса: геном живих бића мутира, рекомбинује (у случају сексуалне репродукције) и хромозоми могу да промене облик и / или број. Како гени генерацијама нису чврсти, понекад се појаве нове особине које фаворизују појединце који их носе. У другим случајевима, мутације су тихе или штетне, па не гледају на врсту.

Рецимо, на пример, да мутација одређеног гена узрокује да птица има нешто дуже перје репа. Ако ова особина привлачи женке, дугорепи мужјак размножит ће се више од осталих јединки своје врсте. Ако је ова особина наследна, појавит ће се све више примерака са дугим реповима, јер би у просеку имали више потомака. На крају, овај благотворни карактер на крају би се фиксирао на врсту.

Ово је јасан пример природне селекције сексуалне природе, јер избор жена кодира процес. У сваком случају, оно што не знају сви јесте да у природи „нема све своје разлоге“. Знаћете на шта мислимо ако наставите да читате, јер ћемо вам рећи шта је генетски помак и његова посебно упечатљива варијанта: еволуционо уско грло.

• Повезани чланак: „Теорија биолошке еволуције: шта је она и шта објашњава“

Шта је генетски дрифт?

Еволуцијски механизми нису савршени, колико год изгледали када проучавају одређене адаптације животиња на часовима биологије. Природни одабир делује као нехотична и несвесна сила, али жива бића „чине оно што могу са оним што имају“. Свакако би неке особине биле идеалне за животињу у одређеном окружењу, али можда је та мутација Код врсте је то немогуће или једноставно тело тела није дизајнирано да експлоатише нишу коцке.

Поред овога, треба напоменути да природна селекција није једини еволутивни механизам у живим бићима. Постоји и генетски помак, стохастички (недетерминистички) ефекат који узрокује варијацију гена кроз случајне генерације, због грешке у узорковању.

Практичан пример

Узмимо пример. У патуљастој популацији има 7 црвених и 3 зелене бубе. Испоставило се да се зеленило боље стапа са околином и, према томе, смањује шансе да му се претходи и да би се могло лакше репродуковати од црвених. Нема сумње да су зелени бескичмењаци, у овом случају, „способнији за еволутивни ниво“.

На несрећу, пре него што ова 3 примерка могу да се копулирају, крава стане на земљу и сломи их. Сисар није свесно одлучио да оконча живот буба, јер није покушао да их плијени нити је на било који начин комуницирао с њима. Особина ових колеоптерана била је несумњиво позитивна, али случајно су корисни гени нестали.

Тако да, Генетски занос тежи смањењу генетске разноликости: да су нагажене 3 црвене бубе (најчешћа особина), још увек би било још 4 које би могле да се размножавају. Колико год би зелена боја била корисна за врсту, случајна је несрећа што је ген потпуно анегдотским чином избрисан из популације. Тако функционише генетски дрифт.

У овом сценарију претпоставља се да су шансе да се на њих нагази једнаке за зелене и црвене бубе. Ако не, узорковање не би било случајно.

Еволуционо уско грло у генетском заносу

За тренутак замислите да је у примеру изнад популација 10.000 буба, 7.000 црвених и 3.000 зелених: у овоме У овом случају, без обзира на то колико крава згњечи 3 примерка одређене боје, зелени гени ће и даље дуго остати појам. Уз ову премису, подразумева се да генетски помак много више погађа мале популације.

У међувремену је еволуционо уско грло догађај у којем нагли драстични пад становништва доживљава еколошки догађај, попут земљотреса, глади, болести или, нажалост, људских активности. Ако у нашој популацији од 10 000 разнобојних буба постоји поплава која оставља само 10 примерака жив, није тешко замислити како ће генетски нанос моћи много лакше да делује у претученој популацији исцрпљен.

Да бисмо разумели импликације еволутивног уског грла, морамо сецирати низ појмова који су колико конкретни, толико и узбудљиви. Само напред.

Минимално одрживо становништво

У биологији очувања, минимална одржива популација (МВП) је минималан број јединки у популацији која може преживети а да се временом не уруши. На теоретском нивоу, популација са бројем појединаца већим од МВП-а може постојати упркос нормалне природне катастрофе, недостатак очекиване хране или ефекти генетског заноса раније описано.

Не постоји одређени минимални број одрживих популација, јер врста као што је обична крастача (Буфо спиносус) која полаже хиљаде јаја није иста. годишње од слона (Локодонта африцана), врсте чије женке при рођењу роде само једно теле и имају гестацију од 22 године месеци. У зависности од времена развоја, трудноће, репродуктивних циклуса и многих других параметара, МВП може бити много већи или мањи.

Генерално, оно што може бити универзално утврђено је да је оптимални МВП код било које врсте онај који обезбеђује трајност становништва од 95-99% за 1.000 година, схватајући да се катастрофе и штетни догађаји могу догодити током овог интервала привремени. Као што можете да замислите, ако уско грло резултира популацијом са бројем испод МВП, биће осуђено на пропаст.

• Можда ће вас занимати: „Шта је генетски код и како делује?“

Ефективна величина популације (Не)

Још један врло занимљив параметар (али много тежи за разумевање) је ефективна величина популације (Не). Ово је дефинисано као број појединаца које би идеализована популација требало да има да би одређена количина интереса била иста у идеализованој популацији као и у стварној популацији. Једноставније речено, Не помаже генетичарима да разумеју стварни број јединки које се репродукују у популацији.

Вратимо се опет нашим бубама. У почетној популацији од 10 000 примерака имамо много живих бића, али то не значи да сви они одлазе да се размножавају сваке године, можда зато што се међусобно надмећу или зато што је простор за полагање јаја ограничен. Стога, чак и ако је укупан број популације 10.000 (Н: 10.000), ефективна величина популације може бити, на пример, 300 јединки (Не: 300). Ово има много импликација на еволуционом нивоу, јер нам је овај параметар заиста важан када квантификујемо могуће ефекте уског грла.

Овај пример можда звучи претјерано, али на пример, мале ефективне величине су врло честе у популацијама дивљих водоземаца. Мужјаци се интензивно такмиче са осталим кандидатима за приступ женама и, за Нажалост, већ дужи низ година постоје суше и они не проналазе довољно извора воде за одлагање јаја. Дакле, чак и ако је анкетирано 1.000 одраслих у датој популацији, само 100 се могло репродуковати те године (што је врло оптимистично).

Резиме

Укратко, овде смо вас научили шта је генетски нанос, шта је уско грло и од чега зависе његови ефекти. Ако катастрофални догађај створи еволуцијско уско грло које поврх свега оставља становништво врсте испод МВП за коју је карактеристично да има низак Не, можете да замислите исход.

Ефекти овог догађаја можда се у први мах неће приметити, али са сваком генерацијом погођене популације, генски фонд ће еродирати и, стога ће они који су укључени на крају патити од сродства и нестајати због болести, мутација, недостатка адаптација и биолошке одрживости исцрпљен.

Библиографске референце

• Барбадилла, А. (2012). Генетика становништва. Аутономни универзитет у Барселони. На: http://biologia. уаб. ес / дивулгацио / генпоб. хтмл # фактори, консултовано, 27 (10), 2012.
• Лопез, С. Ф. (2001). Еволуција гена за хистокомпатибилност класе И у зрачењу јужноамеричких злата (луганос) (докторска дисертација, Универзитет Цомплутенсе у Мадриду).
• Роффе, А. (2014, август). Генетски занос као еволуциона сила. На ИКС састанку АФХИЦ / КСКСВ конференција о епистемологији и историји наука.
• СЕОАНЕ, Ц. И. С., КАГЕИАМА, П. И., РИБЕИРО, А., МАТИАС, Р., Реис, М. С., БАВА, К., и СЕББЕНН, А. М. (2005). Ефекти фрагментације шума на миграцију семена и привремену генетску структуру популација Еутерпе едулис Март. Ревиста до Институто Флорестал, 17 (1), 23-43.