การช่วยเหลือเชิงวิวัฒนาการ: มันคืออะไรและส่งผลต่อการอนุรักษ์สายพันธุ์อย่างไร

การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและการเปลี่ยนแปลงของมนุษย์ส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศ ดังนั้น ผู้เชี่ยวชาญประเมินว่าสิ่งมีชีวิต 150 ถึง 200 สายพันธุ์จะสูญพันธุ์ทุก ๆ 24 ชั่วโมง ที่อยู่อาศัยไม่ได้ผ่านช่วงเวลาที่ดีที่สุดเช่นกันเนื่องจากคาดว่าทั้งหมด ป่าไม้ 13.7 ล้านเฮกตาร์ต่อปีทั่วโลก เทียบเท่ากับพื้นที่ที่ครอบครองโดย กรีซ.

ข้อมูลทั้งหมดนี้แสดงให้เราเห็นถึงความเป็นจริงที่ยากจะรับรู้ นั่นคือโลกกำลังเข้าใกล้จุดที่ไม่มีวันหวนกลับ ธรรมชาติจะตามทันการเปลี่ยนแปลงของมนุษย์หรือไม่? สิ่งมีชีวิตมีกลยุทธ์วิวัฒนาการเพียงพอที่จะรับมือกับอัตราความแปรปรวนของสิ่งแวดล้อมหรือไม่? คำถามนี้และอื่น ๆ อีกมากมายพยายามที่จะตอบโดย ทฤษฎีกอบกู้วิวัฒนาการ. เราอธิบายให้คุณทราบด้านล่าง

• บทความที่เกี่ยวข้อง: "ทฤษฎีวิวัฒนาการทางชีววิทยา: มันคืออะไรและอธิบายอะไร"

ทฤษฎีการช่วยเหลือเชิงวิวัฒนาการคืออะไร?

มนุษย์อยู่ในการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ครั้งที่หก (การสูญพันธุ์โฮโลซีน) เนื่องจากอัตราการสูญพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตในปัจจุบันอยู่ที่ 100 ถึง 1,000 เท่าของค่าเฉลี่ยตามธรรมชาติในวิวัฒนาการ น่าเสียดายที่ข้อมูลเหล่านี้ได้รับการสนับสนุนจากหลักฐานทางวิทยาศาสตร์หลายต่อหลายครั้ง

ตามที่สหภาพนานาชาติเพื่อการอนุรักษ์ธรรมชาติ (IUCN) สิ่งมีชีวิตมากกว่า 32,000 ตัวอยู่ในอันตรายกล่าวคือ: นกหนึ่งในแปดชนิด สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมหนึ่งในสี่ชนิด สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกเกือบครึ่ง และ 70% ของพืช โดยสรุปแล้ว 27% ของสปีชีส์ทั้งหมดที่มนุษย์ประเมินอยู่ในประเภทภัยคุกคาม

สิ่งนี้ทำให้เกิดคำถามต่อไปนี้สำหรับผู้เชี่ยวชาญด้านการอนุรักษ์: สิ่งมีชีวิตมีเครื่องมือในการเผชิญกับภัยคุกคามที่เพิ่มขึ้นจากการกระทำของมนุษย์หรือไม่? บางชนิดรอดชีวิตจากการสูญพันธุ์อื่น ๆ ได้อย่างไร? ทฤษฎีการช่วยเหลือเชิงวิวัฒนาการพยายามที่จะครอบคลุมคำตอบเหล่านี้บางส่วน อย่างน้อยก็บนกระดาษ

รากฐานทางทฤษฎีของทฤษฎีการช่วยเหลือเชิงวิวัฒนาการ

ท่ามกลางการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศ ประชากรของสิ่งมีชีวิตมีเครื่องมือสามประการในการอยู่รอดเมื่อเวลาผ่านไป:

• Phenotypic plasticity: หมายถึงคุณสมบัติทางพันธุกรรมของแต่ละบุคคลในการปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อม รหัสจีโนไทป์สำหรับฟีโนไทป์มากกว่าหนึ่ง
• การแพร่กระจาย: การเคลื่อนย้ายประชากรใดๆ ก็ตามที่มีศักยภาพที่จะนำไปสู่การไหลเวียนของยีนระหว่างบุคคลในสปีชีส์หนึ่งๆ
• วิวัฒนาการที่ปรับตัวได้: การสืบพันธุ์อย่างรวดเร็วของสิ่งมีชีวิตหนึ่งชนิดหรือมากกว่านั้นเพื่อเติมเต็มระบบนิเวศใหม่ๆ มากมาย

แม้ว่าปรากฏการณ์การกระจายตัวในระยะสั้นอาจเป็นทางออก พื้นที่ทางกายภาพมีจำกัดและพื้นที่ใหม่ที่สำรวจมักจะถูกครอบครองโดยสิ่งมีชีวิตอื่น. ด้วยเหตุผลนี้ การคงอยู่ของสปีชีส์ในสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงจึงขึ้นอยู่กับความสามารถเป็นส่วนใหญ่ วิวัฒนาการแบบปรับตัว นั่นคือ เชี่ยวชาญในการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมใหม่ๆ มาก่อน หายไป.

ทฤษฎีการช่วยเหลือเชิงวิวัฒนาการขึ้นอยู่กับประเด็นสุดท้ายนี้ กล่าวอีกนัยหนึ่ง เสนอว่าสิ่งมีชีวิตสามารถฟื้นตัวจากความเครียดในสิ่งแวดล้อมได้ด้วยการดัดแปลงพันธุกรรมที่เป็นประโยชน์แทนที่จะวาง “ความหวัง” ทั้งหมดไว้ที่การไหลเวียนของยีน การอพยพของบุคคล หรือการแพร่กระจาย

"วิวัฒนาการทั่วไป" เสนอให้สิ่งมีชีวิตวิวัฒนาการอย่างช้าๆ แต่เราไม่ได้อยู่ในสถานการณ์ทั่วไปอีกต่อไป ดังนั้นจึงมีการสำรวจแนวคิดใหม่เกี่ยวกับ "วิวัฒนาการร่วมสมัย" หรือสิ่งที่เหมือนกัน ที่สิ่งมีชีวิตสามารถวิวัฒนาการได้รวดเร็วขึ้นในเวลาอันสั้นเพื่อให้อยู่รอดในสิ่งแวดล้อมได้ แม้จะมีการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วก็ตาม

• คุณอาจสนใจ: "Speciation: มันคืออะไรและมันพัฒนาอย่างไรในวิวัฒนาการทางชีววิทยา"

ปัจจัยที่ต้องคำนึงถึง

มีหลายปัจจัยที่มีบทบาทสำคัญในทฤษฎีการช่วยเหลือเชิงวิวัฒนาการ เรานำเสนอให้คุณทราบโดยย่อในบรรทัดต่อไปนี้

1. ปัจจัยทางประชากร

การตั้งสมมติฐานทางทฤษฎีกำหนดว่าขนาดของประชากรที่ได้รับการประเมินเป็นปัจจัยสำคัญที่จะรู้ว่าการช่วยเหลือเชิงวิวัฒนาการสามารถเกิดขึ้นได้หรือไม่ ในประชากร มีค่าที่เรียกว่า “minimum viable population” (MVP) ซึ่งเป็นค่าจำกัดล่างที่สิ่งมีชีวิตสามารถดำรงชีวิตอยู่ในธรรมชาติได้. เมื่อแท็กซ่าต่ำกว่าค่านี้ การสูญพันธุ์จะเป็นไปได้มากขึ้นเนื่องจากกระบวนการสุ่มหรือสุ่ม เช่น การเบี่ยงเบนทางพันธุกรรม

ดังนั้นยิ่งประชากรอยู่ต่ำกว่า MVP มากเท่าไหร่ โอกาสที่จะได้รับการช่วยชีวิตในเชิงวิวัฒนาการก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น นอกจากนี้ ยิ่งจำนวนประชากรลดลงเร็วเท่าใด ความมีชีวิตของทฤษฎีนี้ก็ยิ่งลดลงเท่านั้น: สายพันธุ์จะต้องได้รับ "เวลา" เพื่อสร้างการปรับตัวที่ทำงานได้ก่อนที่มันจะสูญพันธุ์.

2. ปัจจัยทางพันธุกรรม

ความแปรปรวนทางพันธุกรรมของสปีชีส์ อัตราการกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้น และดัชนีการแพร่กระจายยังเป็นกุญแจสำคัญสำหรับปรากฏการณ์การช่วยเหลือเชิงวิวัฒนาการที่จะเกิดขึ้นในนั้น

โดยธรรมชาติแล้ว ยิ่งความแปรปรวนทางพันธุกรรมของประชากรมากเท่าใด โอกาสในการช่วยเหลือก็จะยิ่งมีมากขึ้นเท่านั้นเนื่องจากการคัดเลือกโดยธรรมชาติสามารถทำหน้าที่ในลักษณะต่างๆ ได้มากขึ้น สิ่งนี้จะสนับสนุนสิ่งที่เหมาะสมที่สุดสำหรับช่วงเวลานั้น และตามหลักการแล้ว การเตรียมพร้อมน้อยที่สุดจะหายไป และจำนวนประชากรจะผันผวนไปสู่การเปลี่ยนแปลงที่มีประสิทธิภาพที่สุด: วิวัฒนาการแบบปรับตัวจะเกิดขึ้น

อัตราการกลายพันธุ์ควรส่งเสริมการช่วยเหลือทางวิวัฒนาการด้วย เนื่องจากการกลายพันธุ์ที่ไม่เป็นอันตรายหรือให้ประโยชน์เป็นอีกวิธีหนึ่งในการได้มาซึ่งความแปรปรวนทางพันธุกรรมในสปีชีส์ น่าเสียดายที่ในสัตว์ปรากฏการณ์นี้มักจะค่อนข้างช้า

3. ปัจจัยภายนอก

เห็นได้ชัดว่า ความน่าจะเป็นของการช่วยเหลือเชิงวิวัฒนาการที่ประสบความสำเร็จนั้นขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมด้วย. หากอัตราการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อมเร็วกว่าอัตราการหมุนเวียนของรุ่นในประชากร สิ่งต่างๆ จะซับซ้อนอย่างมาก ในทำนองเดียวกัน ปฏิสัมพันธ์กับสิ่งมีชีวิตอื่นมีบทบาทสำคัญ: ทั้งสอง การแข่งขันภายในและระหว่างการแข่งขันสามารถเพิ่มหรือลดโอกาสในการช่วยชีวิตได้ วิวัฒนาการ

แนวทางปฏิบัติ

จนถึงตอนนี้ เราได้บอกคุณเกี่ยวกับทฤษฎีบางส่วนแล้ว แต่ตามหลักการแล้ว สมมุติฐานใดๆ ควรอิงตามข้อสังเกตเชิงปฏิบัติ อย่างน้อยก็ในบางส่วน น่าเสียดายที่การพิสูจน์ทฤษฎีการช่วยเหลือเชิงวิวัฒนาการนั้นซับซ้อนอย่างมาก ยิ่งไปกว่านั้นเมื่อเราคำนึงถึงเรื่องนั้น จำเป็นต้องมีการทดสอบทางพันธุกรรมและการติดตามประชากรซึ่งต้องคงอยู่เป็นเวลาหลายทศวรรษ.

ตัวอย่างที่ชัดเจนมาก (แม้ว่าจะไม่ถูกต้องทั้งหมดเนื่องจากธรรมชาติของมนุษย์) คือการดื้อต่อยาปฏิชีวนะจากแบคทีเรียกลุ่มต่างๆ แบคทีเรียกลายพันธุ์ในอัตราที่เร็วกว่าที่คาดการณ์ไว้มากเนื่องจากยาเลือกโดยไม่ได้ตั้งใจสำหรับบุคคลที่ดื้อยาและมีชีวิตรอดมากที่สุดอย่างต่อเนื่อง สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นกับแมลงบางชนิดและการใช้ยาฆ่าแมลงในพืช

อีกกรณีในอุดมคติอาจเป็นกรณีของกระต่าย เนื่องจากไวรัส myxomatosis ลดจำนวนประชากรในบางพื้นที่ของยุโรปและออสเตรเลียได้ถึง 99% ในช่วงศตวรรษที่ 20. สิ่งนี้นำไปสู่การคัดเลือกในระยะยาวของบุคคลที่มีการกลายพันธุ์ที่ต้านทานต่อการติดเชื้อ (มีการระบุความผันแปรทางพันธุกรรมที่มีประสิทธิภาพสูงสุด 3 แบบ) ความจริงข้อนี้ได้ป้องกันอย่างน้อยในบางส่วน การหายไปของสายพันธุ์ เนื่องจากตัวที่ต้านทานต่อภูมิคุ้มกันคือตัวที่มีลูกหลานและคงอยู่เมื่อเวลาผ่านไป

ปัญหาที่ยังไม่ได้รับการแก้ไข

แม้ว่าข้อมูลที่เปิดเผยก่อนหน้านี้ดูเหมือนจะเป็นไปได้ แต่เราต้องเน้นย้ำว่าสำหรับแต่ละกรณี น่าทึ่ง มีอีกหลายสายพันธุ์ที่หายไปเนื่องจากไวรัสและโรคระบาดที่ไม่มีพลังงาน ไม่ทำอะไร. นี่คือตัวอย่างของเชื้อราไคทริดในสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ ซึ่งทำให้สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำลดลง 500 สายพันธุ์ และสูญพันธุ์ไปเกือบ 100 สายพันธุ์ในเวลาเพียง 50 ปี แน่นอน ไม่ว่าในกรณีใด เรากำลังเผชิญกับกลไกการปรับตัวที่น่าอัศจรรย์

อีกประเด็นที่ต้องแก้ไขคือ ความแตกต่างที่แท้จริงระหว่างการช่วยเหลือเชิงวิวัฒนาการกับอัตราการปรับตัวตามปกติ. การแยกความแตกต่างของคำศัพท์ทั้งสองนั้นมีความซับซ้อนเป็นอย่างน้อย เนื่องจากจำเป็นต้องมีหลักฐานเชิงประจักษ์จำนวนมากและปัจจัยที่ต้องนำมาพิจารณาสำหรับการวิเคราะห์แต่ละชนิด

สรุป

บางทีคำศัพท์เหล่านี้อาจทำให้ผู้อ่านสับสนเล็กน้อย แต่ถ้าเราต้องการให้คุณมีความคิดมาก่อน เสร็จสิ้น นี่คือสิ่งต่อไปนี้: การช่วยเหลือเชิงวิวัฒนาการไม่ใช่การกระทำโดยมนุษย์หรือมาตรการของ การอนุรักษ์แต่ สถานการณ์สมมติที่สิ่งมีชีวิตสามารถรับมือกับแรงกดดันจากสิ่งแวดล้อมได้ด้วยวิวัฒนาการที่ปรับตัวอย่างรวดเร็ว.

การนำแนวคิดนี้ไปทดสอบในเชิงประจักษ์นั้นแสดงให้เห็นถึงความซับซ้อนด้านลอจิสติกส์ขนาดมหึมาตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา จำเป็นต้องมีการตรวจสอบประชากรในระยะยาว การวิเคราะห์ทางพันธุกรรม และอื่นๆ อีกมากมาย พารามิเตอร์ ไม่ว่าในกรณีใด เราไม่สามารถวางใจได้ว่าธรรมชาติจะแก้ไขหายนะที่เราสร้างขึ้นเอง ถ้าใครสามารถแก้ไขสถานการณ์นี้ได้ อย่างน้อยส่วนหนึ่งก็คือมนุษย์

การอ้างอิงบรรณานุกรม:

• ข้อมูลการสูญพันธุ์: สหภาพนานาชาติเพื่อการอนุรักษ์ธรรมชาติ (IUCN)
• คาร์ลสัน, เอส. M., Cunningham, C. เจ., & เวสต์ลีย์, พี. ถึง. (2014). การช่วยเหลือเชิงวิวัฒนาการในโลกที่เปลี่ยนแปลง แนวโน้มในระบบนิเวศและวิวัฒนาการ 29(9), 521-530
• เบลล์ จี และกอนซาเลซ เอ (2009). การช่วยเหลือเชิงวิวัฒนาการสามารถป้องกันการสูญพันธุ์หลังจากการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อม จดหมายนิเวศวิทยา 12(9), 942-948
• เบลล์, จี. (2017). การช่วยเหลือเชิงวิวัฒนาการ การทบทวนนิเวศวิทยา วิวัฒนาการ และระบบประจำปี, 48, 605-627
• เบลล์, จี. (2013). การช่วยเหลือเชิงวิวัฒนาการและขีดจำกัดของการปรับตัว ธุรกรรมทางปรัชญาของ Royal Society B: Biological Sciences, 368(1610), 20120080