Evolutionär räddning: vad det är och hur det påverkar bevarandet av arter

Klimatförändringar och antropisering tar ut sin rätt på ekosystemen och därför uppskattar experter att 150 till 200 arter av levande varelser dör ut var 24:e timme. Livsmiljöerna går inte heller igenom sin bästa stund då man också beräknar att totalt 13,7 miljoner hektar skog per år i världen, motsvarande den yta som ockuperas av Grekland.

Alla dessa data visar oss en verklighet som är svår att känna igen: Jorden närmar sig en punkt utan återvändo. Kommer naturen att kunna hänga med i de förändringar som människor infört? Har levande varelser tillräckligt med evolutionära strategier för att klara av den svindlande graden av miljövariation? Denna fråga och många andra försöker besvaras av evolutionär räddningsteori. Vi förklarar det för dig nedan.

• Relaterad artikel: "Teorin om biologisk evolution: vad den är och vad den förklarar"

Vad är teorin om evolutionär räddning?

Människan befinner sig i den sjätte massutrotningen (Holocen utrotning), eftersom utrotningshastigheten för arter idag är 100 till 1 000 gånger det naturliga genomsnittet i evolutionen. Tyvärr har dessa data backats upp med vetenskapliga bevis vid flera tillfällen.

Enligt International Union for Conservation of Nature (IUCN) mer än 32 000 taxa av levande varelser är i fara, det vill säga: en av åtta fågelarter, vart fjärde däggdjur, nästan hälften av groddjuren och 70 % av växterna. Sammanfattningsvis är 27 % av alla arter som bedöms av människor i någon kategori av hot.

Detta väcker följande fråga för naturvårdspersonal: Har levande varelser verktyg för att möta det växande hotet som är mänskligt handlande? Hur har vissa arter överlevt andra utrotningshändelser? Evolutionär räddningsteori försöker delvis täcka dessa svar, åtminstone på papper.

Teoretisk grund för teorin om evolutionär räddning

Inför klimatförändringarna, populationer av levande varelser har tre verktyg för att överleva över tid:

• Fenotypisk plasticitet: hänvisar till individens genetiska egenskaper för att anpassa sig till miljöförändringar. Genotypen kodar för mer än en fenotyp.
• Spridning: Varje populationsrörelse som har potential att leda till genflöde mellan individer av en art.
• Adaptiv evolution: snabb artbildning av en eller flera arter för att fylla många nya ekologiska nischer.

Även om spridningsfenomen på kort sikt kan vara lösningen, fysiska rymden är begränsad och de nya områdena som utforskas är vanligtvis redan ockuperade av andra levande varelser. Av denna anledning beror arternas uthållighet i en föränderlig miljö till stor del på deras förmåga att adaptivt utvecklas, det vill säga specialisera sig på nya miljövarianter innan försvinna.

Teorin om evolutionär räddning är baserad på denna sista punkt. Med andra ord, föreslår att levande varelser kan återhämta sig från miljöpåfrestningar genom fördelaktig genetisk modifiering, istället för att sätta alla sina "hopp" på genflöde, migration av individer eller spridning.

Den "typiska evolutionen" föreslår att levande varelser utvecklas långsamt, men vi är inte längre i en typisk situation. Sålunda utforskas ett nytt koncept av "samtida evolution", eller vad som är detsamma, att levande varelser kan utvecklas snabbare på kort tid för att överleva i miljön trots de snabba förändringar som sker i den.

• Du kanske är intresserad av: "Art: vad det är och hur det utvecklas i biologisk evolution"

Faktorer att ta hänsyn till

Flera faktorer spelar en nyckelroll i evolutionär räddningsteori. Vi presenterar dem kort för dig på följande rader.

1. demografiska faktorer

Teoretiska antaganden stipulerar att storleken på den utvärderade befolkningen är en väsentlig faktor för att veta om evolutionär räddning kan äga rum eller inte. i befolkningarna det finns ett värde som kallas "minimum viable population" (MVP), den nedre gränsen som tillåter en art att överleva i naturen. När taxa är under detta värde blir utrotning mycket mer troligt på grund av stokastiska eller slumpmässiga processer, såsom genetisk drift.

Således, ju längre en population är under MVP, desto mindre sannolikt är det för evolutionär räddning. Ju snabbare befolkningen minskar, desto mer minskar livskraften för denna teori: arten måste få "tid" för att skapa en livskraftig anpassning innan den frammanas till utrotning.

2. Genetiska faktorer

Den genetiska variationen hos en art, graden av mutationer som den presenterar och dess spridningsindex är också nycklar för att ett evolutionärt räddningsfenomen ska äga rum i den.

Naturligtvis, ju större genetisk variabilitet en population har, desto mer sannolikt är räddningen, eftersom naturligt urval kan verka på ett större antal egenskaper. Detta kommer att gynna de mest lämpade för det ögonblicket och, idealiskt, de minst förberedda kommer att försvinna och befolkningen kommer att fluktuera till den mest effektiva förändringen: adaptiv evolution kommer att äga rum.

Mutationshastigheten bör också främja evolutionära räddningar, eftersom icke-skadliga eller fördelaktiga mutationer är ett annat sätt att förvärva genetisk variabilitet hos arter. Tyvärr är detta fenomen hos djur vanligtvis ganska långsamt.

3. yttre faktorer

Klart, sannolikheten för en framgångsrik evolutionär räddning beror också på miljön. Om förändringstakten i miljön är snabbare än generationsomsättningstakten i befolkningen blir det enormt komplicerat. På samma sätt spelar interaktioner med andra levande varelser en väsentlig roll: både intra- och interspecifika tävlingar kan öka eller minska chanserna till räddning evolutionär.

Ett praktiskt tillvägagångssätt

Hittills har vi berättat om en del av teorin, men helst bör alla antaganden baseras, åtminstone delvis, på praktiska observationer. Tyvärr är det oerhört komplicerat att bevisa teorin om evolutionär räddning, ännu mer när vi tar hänsyn till att Det krävs genetiska tester och befolkningsuppföljningar som måste upprätthållas i årtionden.

Ett mycket tydligt exempel (även om det inte är helt giltigt på grund av dess antropiska natur) är resistens mot antibiotika från olika grupper av bakterier. Bakterier muterar i mycket snabbare takt än vad evolutionärt förväntat sig, eftersom läkemedel oavsiktligt väljer ut de mest resistenta och livskraftiga individerna på en kontinuerlig basis. Samma sak händer med vissa arter av insekter och applicering av insekticider på grödor.

Ett annat idealiskt fall kan vara det för kaniner, eftersom viral myxomatos minskade deras populationer i vissa områden i Europa och Australien med upp till 99 % under 1900-talet.. Detta ledde till urvalet, på lång sikt, av de individer med mutationer som är resistenta mot infektion (upp till 3 effektiva genetiska variationer har identifierats). Detta faktum har åtminstone delvis förhindrat artens fullständiga försvinnande, eftersom de immunoresistenta är de som får avkomma och håller över tiden.

olösta frågor

Även om de tidigare exponerade uppgifterna verkar lovande, måste vi betona det för varje enskilt fall slående, det finns många andra där arter har försvunnit på grund av virus och pandemier utan ström Göra ingenting. Detta är exemplet på chytridsvampen i amfibier, som har orsakat nedgången av 500 amfibiearter och den fullständiga utrotningen av nästan 100 av dem på bara 50 år. Naturligtvis har vi inte i något fall att göra med en mirakulös adaptiv mekanism.

En annan fråga som ska lösas är den faktiska skillnaden mellan evolutionär räddning och normala anpassningshastigheter. Att differentiera båda termerna är åtminstone komplicerat, eftersom det krävs mycket empiriskt bevis och faktorer som ska beaktas för varje art som analyseras.

Sammanfattning

Kanske dessa termer kan låta lite förvirrande för läsaren, men om vi vill att du ska ha en idé innan slutför, detta är följande: evolutionär räddning är inte en handling utförd av människan eller ett mått på bevarande, men en hypotetisk situation där levande varelser kan hantera miljöpåverkan tack vare snabb adaptiv evolution.

Att sätta detta koncept på prov empiriskt presenterar en enorm logistisk komplexitet, eftersom kräver mycket långvarig befolkningsövervakning, genetisk analys och många andra parametrar. I vilket fall som helst kan vi inte lita på att naturen själv kommer att fixa den katastrof som vi har skapat: om någon kan vända denna situation, åtminstone delvis, är det människan.

Bibliografiska referenser:

• Data om utrotning: International Union for Conservation of Nature (IUCN).
• Carlson, S. M., Cunningham, C. J. & Westley, P. TILL. (2014). Evolutionär räddning i en föränderlig värld. Trends in Ecology & Evolution, 29(9), 521-530.
• Bell, G. & González, A. (2009). Evolutionär räddning kan förhindra utrotning efter miljöförändringar. Ekologibrev, 12(9), 942-948.
• Bell, G. (2017). Evolutionär räddning. Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics, 48, 605-627.
• Bell, G. (2013). Evolutionär räddning och gränserna för anpassning. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 368(1610), 20120080.