Еволюційний порятунок: що це таке і як впливає на збереження видів

Зміна клімату та антропізація завдають шкоди екосистемам, тому, за оцінками експертів, кожні 24 години вимирає від 150 до 200 видів живих істот. Середовища існування також переживають не найкращі моменти, оскільки також оцінюється, що загалом 13,7 мільйонів гектарів лісу на рік у всьому світі, що еквівалентно площі, яку займає Греція.

Усі ці дані показують нам реальність, яку важко розпізнати: Земля наближається до точки неповернення. Чи зможе природа встигнути за змінами, внесеними людиною? Чи є у живих істот достатньо еволюційних стратегій, щоб впоратися із запаморочливою швидкістю зміни середовища? На це питання та багато інших намагаються відповісти еволюційна теорія порятунку. Ми пояснюємо це нижче.

• Пов'язана стаття: «Теорія біологічної еволюції: що це таке і що вона пояснює»

Що таке теорія еволюційного порятунку?

Людина перебуває у шостому масовому вимиранні (голоценовому вимиранні), оскільки швидкість вимирання видів сьогодні в 100-1000 разів перевищує природне середнє значення еволюції. На жаль, ці дані неодноразово підтверджувалися науковими доказами.

За даними Міжнародного союзу охорони природи (МСОП) понад 32 000 таксонів живих істот перебувають у небезпеці, тобто кожен восьмий вид птахів, кожен четвертий ссавець, майже половина земноводних і 70% рослин. Загалом, 27% усіх видів, оцінених людьми, належать до певної категорії загрози.

Це ставить перед фахівцями з охорони природи таке питання: Чи є у живих істот інструменти, щоб протистояти зростаючій загрозі, якою є діяльність людини? Як деякі види пережили інші події вимирання? Еволюційна теорія порятунку намагається частково покрити ці відповіді, принаймні на папері.

Теоретичні основи теорії еволюційного порятунку

В умовах зміни клімату, Популяції живих істот мають три інструменти для виживання з часом:

• Фенотипічна пластичність: відноситься до генетичних властивостей індивіда адаптуватися до змін середовища. Генотип кодує більше ніж один фенотип.
• Розпорошення: будь-який рух популяції, який потенційно може призвести до потоку генів між особинами виду.
• Адаптивна еволюція: швидке видоутворення одного або кількох видів для заповнення багатьох нових екологічних ніш.

Хоча в короткостроковій перспективі явище дисперсії може бути рішенням, фізичний простір обмежений, і нові досліджені території зазвичай вже зайняті іншими живими істотами. З цієї причини стійкість видів у мінливому середовищі значною мірою залежить від їх здатності до адаптивно еволюціонують, тобто спеціалізуються на нових раніше варіантах середовища зникнути.

На цьому останньому пункті базується теорія еволюційного порятунку. Іншими словами, припускає, що живі істоти можуть відновлюватися після екологічних стресів за допомогою корисної генетичної модифікації, замість того, щоб покладати всі свої «надії» на потік генів, міграцію особин або розселення.

«Типова еволюція» передбачає, що живі істоти еволюціонують повільно, але ми вже не в типовій ситуації. Таким чином, досліджується нова концепція «сучасної еволюції», або, що те саме, що живі істоти можуть розвиватися швидше за короткий час, щоб вижити в навколишньому середовищі незважаючи на швидкі зміни, що в ньому відбуваються.

• Вас може зацікавити: «Видоутворення: що це таке і як воно розвивається в біологічній еволюції»

Фактори, які слід враховувати

Кілька факторів відіграють ключову роль в еволюційній теорії порятунку. Коротко представляємо їх вам у наступних рядках.

1. демографічні фактори

Теоретичні положення передбачають, що розмір оцінюваної популяції є суттєвим фактором, щоб знати, чи може відбутися еволюційний порятунок чи ні. в популяціях існує значення, яке називається «мінімальна життєздатна популяція» (MVP), нижня межа, яка дозволяє виду виживати в природі. Коли таксони нижчі за це значення, вимирання стає набагато вірогіднішим через стохастичні або випадкові процеси, такі як генетичний дрейф.

Таким чином, чим довше популяція знаходиться нижче MVP, тим менша ймовірність її еволюційного порятунку. Крім того, чим швидше зменшується популяція, тим більше знижується життєздатність цієї теорії: виду потрібно дати «час» для створення життєздатної адаптації до того, як він призведе до вимирання.

2. Генетичні фактори

Генетична мінливість виду, швидкість мутацій, які він представляє, і його індекс розповсюдження також є ключовими для еволюційного явища порятунку, яке має місце в ньому.

природно, чим більша генетична мінливість популяції, тим більша ймовірність порятунку, оскільки природний відбір може впливати на більшу кількість ознак. Це віддасть перевагу найбільш придатним для цього моменту, і, в ідеалі, найменш підготовлені зникнуть, а популяція коливатиметься до найбільш ефективних змін: відбудеться адаптивна еволюція.

Швидкість мутацій також має сприяти еволюційному порятунку, оскільки нешкідливі або корисні мутації є іншим способом придбання генетичної мінливості видів. На жаль, у тварин це явище зазвичай відбувається досить повільно.

3. зовнішні фактори

Очевидно, ймовірність успішного еволюційного порятунку також залежить від середовища. Якщо швидкість зміни навколишнього середовища є швидшою, ніж швидкість зміни поколінь у популяції, ситуація надзвичайно ускладнюється. Таким же чином взаємодія з іншими живими істотами відіграє важливу роль: як внутрішньо- та міжвидові змагання можуть збільшити або зменшити шанси на порятунок еволюційний.

Практичний підхід

Поки що ми розповіли вам частину теорії, але в ідеалі будь-яке постулювання має базуватися, принаймні частково, на практичних спостереженнях. На жаль, довести теорію еволюційного порятунку надзвичайно складно, навіть якщо взяти до уваги, що необхідні генетичні тести та спостереження за популяцією, які мають підтримуватися протягом десятиліть.

Дуже яскравим прикладом (хоча і не зовсім справедливим через антропну природу) є стійкість до антибіотиків різних груп бактерій. Бактерії мутують набагато швидше, ніж очікувалося еволюцією, оскільки препарати ненавмисно відбирають найбільш стійких і життєздатних особин на постійній основі. Те ж саме відбувається з деякими видами комах і застосуванням інсектицидів на посівах.

Іншим ідеальним випадком можуть бути кролики, оскільки вірусний міксоматоз скоротив їх популяцію в деяких районах Європи та Австралії до 99% протягом 20 століття.. Це призвело до відбору, у довгостроковій перспективі, тих осіб з мутаціями, стійкими до інфекції (було виявлено до 3 ефективних генетичних варіацій). Цей факт запобіг, принаймні частково, повному зникненню виду, оскільки імунорезистентні — це ті, які мають потомство і зберігаються протягом тривалого часу.

невирішені питання

Хоча отримані раніше дані здаються багатообіцяючими, ми повинні підкреслити це для кожного випадку вражаюче, є багато інших, у яких види зникли через віруси та пандемії без електроенергії Нічого не робити. Це приклад хітридного гриба земноводних, який спричинив зменшення чисельності 500 видів земноводних і повне зникнення майже 100 із них лише за 50 років. Звичайно, ні в якому разі ми не маємо справу з чудодійним механізмом адаптації.

Ще одне питання, яке необхідно вирішити фактична різниця між еволюційним порятунком і нормальними темпами адаптації. Розрізнення обох термінів є принаймні складним, оскільки для кожного аналізованого виду потрібно багато емпіричних доказів і факторів, які слід враховувати.

Резюме

Можливо, ці терміни можуть здатися читачеві дещо заплутаними, але якщо ми хочемо, щоб ви мали уявлення раніше Нарешті, це наступне: еволюційний порятунок не є актом, який виконує людина, і не мірою збереження, але гіпотетична ситуація, в якій живі істоти можуть справлятися з тиском середовища завдяки швидкій адаптивній еволюції.

Перевірка цієї концепції емпіричним шляхом представляє титанічну логістичну складність, оскільки вимагає дуже тривалого моніторингу популяції, генетичного аналізу та багато іншого параметри. У будь-якому випадку ми не можемо вірити, що сама природа виправить катастрофу, яку ми створили: якщо хтось може хоча б частково змінити цю ситуацію, то це людина.

Бібліографічні посилання:

• Дані про вимирання: Міжнародний союз охорони природи (МСОП).
• Карлсон, С. М., Каннінгем, К. Дж. і Уестлі П. ДО. (2014). Еволюційний порятунок у мінливому світі. Тенденції в екології та еволюції, 29 (9), 521-530.
• Белл Г. та Гонсалес А. (2009). Еволюційний порятунок може запобігти вимиранню після зміни навколишнього середовища. Ecology letters, 12(9), 942-948.
• Белл, Г. (2017). Еволюційний порятунок. Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics, 48, 605-627.
• Белл, Г. (2013). Еволюційний порятунок і межі адаптації. Філософські праці Королівського товариства B: Біологічні науки, 368 (1610), 20120080.