ADAPTÍV SUGÁRZÁS: FOLYAMAT, TÍPUSOK ÉS PÉLDÁK - BIOLÓGIA - 2026

Az adaptív sugárzás egy olyan jelenség, amely magában foglalja egy fajkészlet evolúciós diverzifikációját, amely a különböző ökológiai résekhez való "gyors" alkalmazkodáshoz vezet, azonos ősökből származó új formák megjelenésével.

Az adaptív sugárzás fogalmát Charles Darwin, a 19. századi angol természettudós javasolta, egy utat követően elköltözve a Galapagos-szigetekre, ahol részletesen megfigyelte a szigeti pintyek több faját, a kontinentális ősök leszármazottait, amelyek csúcsaikban más-más változtatások voltak..

Adaptív pinty sugárzás (Forrás: Jackie Malvin a Wikimedia Commons segítségével)

Ezeknek a pintyeknek a megtalálása Darwin számára az állategészségügyi fő bizonyítékát alkotja, amely alátámasztja a „módosítással történő leszármazás” elméleteit, mivel a megfigyelt csőrök különböző formái, amelyek ugyanabból az ősi törzsből származnak, úgy tűnik, hogy alkalmazkodtak ugyanazon különféle erőforrások kiaknázásához. trópusi rést, elválasztva azt.

Megállapítottuk, hogy az adaptív sugárzás fő oka az azonos fajba tartozó egyének közötti génáramlás megszakítása (földrajzi elszigeteltség), jelentős környezeti változásokkal, ragadozók vagy negatív szelektív nyomás hiányában.

Ebben az értelemben a természet története tény, hogy a tömeges kihalás eseményei sok élőlénycsoport lenyűgöző adaptív sugárzását eredményezte, mivel a szervezetek hiánya lehetőséget kínál a túlélő fajok számára, hogy telepesek az üres rések és a folyamatok. adaptív sugárzás.

Adaptív sugárzási folyamat

Az adaptív sugárzás, amint azt elmagyarázták, az új ökológiailag eltérő fajok megjelenése egy közös ősi törzsből.

Ezek az események szükségszerűen olyan specifikációs folyamaton keresztül fordulnak elő, amely a biológiai faj koncepciója szerint a génáramlás megszakítását (reproduktív izoláció) jelenti a „módosított” utódok és közvetlen őseik között.

Sok szerző támogatja azt az elképzelést, miszerint az adaptív sugárzás a specifikációs folyamat egyfajta "kiterjesztése", de ökológiai tényezők által vezérelt és meglehetősen különleges kezdeti feltételeknek vannak kitéve.

Általában a földrajzi elszigeteltség az egyik fő tényező, amely befolyásolja az adaptív sugárzást, mivel az önmagukat elszigetelő populációkat "kénytelen" alkalmazkodni az új ökológiai rések vagy a régi ragadozók hiányának kihasználásához.

Az egyik példa, amely a legjobban illusztrálja az adaptív sugárzási folyamatot, a szigetek, egyes hegyek teteje és a fiatal (vagy szűz) tavak kolonizálása más forrásokból származó fajok szerint.

A földrajzi szigetek különböző geológiai események termékei lehetnek, de ökológiai szigeteknek is tekinthetők, mivel az egyéneknek a viselkedésből vagy a környezeti különbségekből való elszigetelése a génáramlás akadályát képezi, ami specifikációhoz vezet.

Hogyan történik az adaptív sugárzás egy szigeten?

Ha egy nemrégiben kialakult földrajzi szigetet (geológiai szempontból) tekintünk, elképzelhetjük, hogy ez kezdetben "meztelen" lesz, vagy nincs élő élőlény.

Ez a sziget tehát rendkívüli ökológiai lehetőséget kínál a szárazföldről (kontinentálisan élő) bármely faj gyarmatosítására vagy településére, amely kihasználhatja a sziget által kínált ökológiai erőforrásokat.

A gyarmatosító fajok baktériumok, gombák, algák, szárazföldi növények, állatok stb. Lehetnek, amelyek az „új” szigetre való településkor adaptálhatják vagy specializálhatják bizonyos tulajdonságait trófiás kiaknázáshoz, például egy új rést. valószínűleg nagyon különbözik attól a réstől, ahonnan kialakultak.

Előbb vagy utóbb az evolúciós léptékben a megállapított tulajdonságokbeli különbségek reprodukciós akadályt jelentenek, amely akadályozza a génáramlást a gyarmatosító egyének és azon szülőföldön élő "ősi egyének" között, ahonnan diverzifikálódtak.

Adaptív diverzifikáció vs. adaptív sugárzás

Fontos megjegyezni, hogy az adaptív sugárzás modern meghatározásának két fő jellemzője van:

- Az adaptív sugárzás nem ugyanaz, mint az adaptáció (természetes szelekcióval történő) diverzifikáció ugyanazon fajokon belül

- Az adaptáció adaptív sugárzást eredményez

Ez a két mondat azt jelenti, hogy specifikáció nélkül nem beszélhetünk adaptív sugárzásról, csakúgy, mint nem beszélhetünk a adaptációval járó sugárzásról (nem csupán a kis egyéni változásokról, mint az új környezeti feltételekhez való adaptív válaszról).

típusai

Egyes szerzők szerint az adaptív sugárzási eseményeket három csoportba lehet sorolni, ez a folyamatot kiváltó inger alapján. Így az adaptív sugárzás környezeti változás, általános adaptáció vagy szigetcsoport kialakulásának következtében fordulhat elő.

A környezeti változások által kiváltott adaptív sugárzásról ez a szelektív nyomás miatt következik be, amely arra készteti a fajokat, hogy alkalmazkodjanak egy olyan környezethez, amely jelentősen megváltozott, hogy fennmaradjon.

A sugárzás akkor fordul elő, hogy a kialakuló új fajok megteszik az említett ökológiai változások eredményeként felmerülő új ökológiai rések kolonizálását.

Az általános alkalmazkodásból adódó adaptív sugárzás az új fajta képesség megjelenésével vagy fejlődésével jár ugyanazon faj egyedeinél, ami lehetővé teszi számukra az új ökológiai rések kolonizálását.

A szigetcsoportok, a magas hegyvidéki magasságok vagy az óceáni szigetek kialakulása vagy megléte az adaptív sugárzás egyik fő oka, mivel ezeket a területeket új fajok kolonizálhatják, amelyeknek gyorsan alkalmazkodniuk kell ezekhez a helyekhez, evolúciósan eltérve a közvetlen ősektől.

Példák az adaptív sugárzásra

- Állatok

Pintyek (madarak)

Darwin a tudományos közösség számára adta a legjobb példát, amelyet az állatok adaptív sugárzásának kimutatására kaphatott: a pintyek a galapagos-szigeteken.

A pinty egyfajta madár, amely magvakból táplálkozik és a Geospiza nemhez tartozik. Úgy gondolják, hogy ezek a madarak nemrégiben elkülönültek egymástól, ahol a reproduktív izolálásra az ökológiai eltérések miatt került sor, amelyek részben társultak a különféle típusú vetőmagokhoz való alkalmazkodással.

Galápagos pintyek (Forrás: Robert Taylor Pritchett a Wikimedia Commons segítségével)

Madarakban a test alakjában és méretében mutatkozó különbségek, valamint a dal egyes morfológiával kapcsolatos tulajdonságai reprodukció előtti elszigeteléssel zárulhatnak le, ami fokozatosan magában foglalja a specifikáció folyamatát.

Cichlids (hal)

Az adaptív sugárzás másik klasszikus példája a ciklid, amely az édesvízi trópusi halak Cichlidae családjába tartozik.

A család fajai olyan algákból és lágy üledékekből táplálkoznak, amelyek eltérő helyeken különböznek egymástól.

Cichlid-hal filogenezis (Forrás: eredeti ábraː Joana I. Meier, David A. Marques, Salome Mwaiko, Catherine E. Wagner, Laurent Excoffier és Ole Seehausen Szerkesztés: Dennis Pietras, Buffalo, NY, USA, a Wikimedia Commons segítségével)

A Barombi Mbo néven ismert tóban az adaptív sugárzási eljárás 11 különféle fajt eredményezett, amelyek között vannak más halak és rovarok ragadozó fajai, tojásra táplálkozó fajok, szűrőfajok és mások, amelyek szivacsként táplálkoznak.

Az adaptív sugárzás egy másik tóban, a Malawi-tóban fordult elő, amely talán a legjelentősebb a ciklidok között, ahol olyan halak találhatók, amelyek más halak ektoparazitáiban táplálkoznak, és olyan halak, amelyek kitépik más halak bőrét. Cichlideket is azonosítottak, amelyek táplálkoznak mérlegekben, más halak tojásaiban és lárváikban stb.

Ezeknek a halaknak az adaptív sugárzása nemcsak az új trópusi rések (táplálék) kiaknázásának, hanem a különböző szerzők által leírt viselkedési és élőhelymintáknak is következménye.

- Növények

Az adaptív sugárzás egyik példája az érrendszeri növények és a szárazföldi környezetek gyarmatosítása. A mag nélküli érrendszeri növények először a sziluri fosszilis rekordokban jelentek meg, ám a széntartalom idején sokkal diverzifikáltabbá váltak.

Az ültetvények (virágos növények) hirtelen adaptív sugárzása a Jurassicban fordult elő, amikor azt feltételezik, hogy ezek a magokkal rendelkező páfrányokból származnak. Bonyolultsága azonban csak mintegy 100 millió évvel ezelőtt megnőtt.

Az ókori palánták, vagyis adaptív sugárzásuk diverzifikációja során legalább három átmenet történt: először a szőlő megjelenése, majd a kettős megtermékenyítés megjelenése és végül a virágok megjelenése, ahogy azokat a ajándék.

Irodalom

1. Gallardo, M H. (2011). Evolúció: Az élet menete (575 G 162. sz.).
2. Gavrilets, S. és Losos, JB (2009). Adaptív sugárzás: kontrasztos elmélet az adatokkal. Science, 323 (5915), 732-737.
3. Gavrilets, S. és Vose, A. (2005). Az adaptív sugárzás dinamikus mintái. A Nemzeti Tudományos Akadémia folyóiratai, 102 (50), 18040-18045.
4. Glor, RE (2010). Az adaptív sugárzás filogenetikai betekintése. Az ökológia, az evolúció és a szisztematika éves áttekintése, 41, 251-270.
5. Rundell, RJ, és Price, TD (2009). Adaptív sugárzás, nem adaptív sugárzás, ökológiai és nem ökológiai specifikáció. Trends in Ecology & Evolution, 24 (7), 394-399.
6. Solomon, EP, Berg, LR és Martin, DW (2011). Biológia (9. kiadás). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.
7. Stroud, JT és Losos, JB (2016). Ökológiai lehetőség és adaptív sugárzás. Az ökológia, az evolúció és a szisztematika éves áttekintése, 47.
8. Turner, GF (2007). A cichlid halak adaptív sugárzása. Current Biology, 17 (19), R827-R831.