GEOGRAFISK ISOLERING: FORDELE, ULEMPER OG EKSEMPLER - BIOLOGI - 2025

Den geografiske isolering er et udtryk, der bruges i evolutionær biologi og økologi for at henvise til den rumlige adskillelse af en gruppe organismer. Det kan forekomme ved en naturlig begivenhed, såsom ændringer i geologien i regionen eller ved kunstige strukturer.

I de fleste tilfælde isoleres arter ved tilstedeværelsen af ​​forskellige typer naturlige barrierer, det være sig hav, søer, bjerge, blandt andre, hvilket drastisk kan reducere kontakten mellem individer i befolkningen.

Kilde: Af NASA, via Wikimedia Commons

Når de to grupper af individer er adskilt, udøver de to miljøer, de blev udsat for, forskellige selektive pres på individerne og tvinger dem til at følge forskellige evolutionære veje.

De evolutionære kræfter med naturlig selektion og gendrift vil forårsage ændringer i allelfrekvenserne for de nye grupper, hvilket adskiller dem fra forældrepopulationen.

Afhængig af størrelsen på adskillelsen og den tid, den opretholdes, kan der forekomme speciationsbegivenheder: dannelse af nye arter, hvilket øger gruppens mangfoldighed.

På samme måde kan isolering også føre til udryddelse af en gruppe individer, enten på grund af mangel på genetisk mangfoldighed eller på grund af indavlsprocesser.

Fordele og ulemper

Den geografiske isolering af organismer kan oversættes til to processer: speciation, hvor nye arter dukker op, eller udryddelsen af ​​gruppen, der oplevede isolering.

Nedenfor vil vi beskrive hver af processerne i dybden og forstå specifikation som en "fordel", da det øger mangfoldighed og udryddelse som en "ulempe":

artsdannelse

Den proces, hvorpå nye arter dannes, er af interesse for evolutionære biologer. Ornitolog Ernst Mayr bidragede meget til beskrivelsen af ​​dette fænomen. Ifølge Mayr er speciation påvirket af to faktorer: isolering og genetisk divergens hos de involverede personer.

For det første, for at to populationer skal være tilstrækkeligt differentieret til at blive betragtet som arter, skal strømmen af ​​gener mellem dem afbrydes. Med andre ord må de ikke gengive sig.

For det andet skal genetisk afvigelse vises i isoleringsperioden på en sådan måde, at hvis individer mødes igen - på grund af et sammenbrud af barrieren, der oprindeligt adskilte dem - vil reproduktionsprocessen ikke være effektiv, og deres afkom vil have en relativt mere kondition. lavere end deres forældre.

Effektiviteten af ​​den geografiske isoleringsproces til at producere speciation afhænger af flere faktorer, der er iboende for gruppen, der adskiller sig, såsom evnen til at bevæge sig.

Allopatrisk specifikation

Begivenheden med geografiske isolationer, der giver anledning til specifikationsprocesser gennem adskillelsen af ​​en uovervindelig barriere, kaldes allopatrisk specifikation, et udtryk stammet fra græske rødder, der bogstaveligt betyder "i et andet land".

Når arterne først er fysisk isoleret, står de over for forskellige miljøforhold og selektivt tryk, der leder dem ad forskellige evolutionære veje.

Tag som et hypotetisk eksempel en befolkning af firben, der er isoleret ved en flod, vejrforholdene på venstre side kan være koldere end dem på højre side. Således vil mekanismerne for naturlig selektion og gendrift virke uafhængigt, hvilket fører til en gradvis differentiering af firben.

På denne måde erhverver individer forskellige karakteristika, økologiske, etologiske, fysiologiske blandt andre sammenlignet med den overordnede art. I et sådant tilfælde, at isolationsbarrieren har været tilstrækkelig til at fremme speciationshændelsen, må der ikke være nogen genstrøm, hvis de to resulterende arter mødes igen.

Der er en enighed blandt biologer, der understøtter vigtigheden af ​​allopatrisk speciation i dannelsen af ​​nye arter, da det effektivt begrænser strømmen af ​​gener mellem organismer.

Extinction

Når adskillelse af individer sker takket være barrierer, der ikke kan krydses, kan nogle af grupperne uddøde.

Når gruppen er adskilt fra forælderearten, kan mangfoldigheden i gruppen være lav, og den vil ikke tilpasse sig de nye pres, der pålægges af det nye miljø, de står overfor.

Tilsvarende, hvis befolkningen, der blev adskilt, er repræsenteret af et lille antal individer, kan inavl (krydsning mellem nære slægtninge) have negative konsekvenser.

Charles Darwin selv var allerede opmærksom på de negative virkninger af inavl på naturlige populationer. Når man krydser nære slægtninge er der en større sandsynlighed for, at visse skadelige alleler udtrykkes.

For eksempel, hvis der i en familie er et gen for en bestemt patologi, der kun udtrykkes, når individet har begge alleler (homozygot recessiv) og to søskende krydser, er der en større sandsynlighed for, at afkommet bærer begge alleler for sygdommen, i modsætning til at krydse med en person, der ikke bærer den skadelige allel.

På lignende måde, når menneskelige konstruktioner fratager dyr at bevæge sig til de ønskede steder, kan deres befolkning falde på grund af mangel på mad.

eksempler

Isolering og speciation i antilope egern i Grand Canyon i Colorado

I Grand Canyon er det en dannelse af ekstraordinære dimensioner, der er skulptureret i 2.000 år af Colorado-floden. Det ligger i det nordlige Arizona i USA.

To egernearter bebor denne region, som ifølge undersøgelser er produktet af en allopatrisk speciation-begivenhed. En af arten lever i venstre region og en anden i højre, adskilt med en mindsteafstand. De to arter er imidlertid ikke i stand til at opdrætte.

I modsætning hertil har arter, der har evnen til at bevæge sig frit på begge sider af kløften, ikke vist nogen tegn på speciation.

Isolering og speciation i fisk fra Congo-floden

De koncepter, der er beskrevet for akvatiske arter, kan hidtil være vanskelige at anvende. Det er dog muligt.

Cichlider er en familie af fisk, der er kendetegnet ved enorm mangfoldighed i Congo-floden. Denne særegenhed fandt opmærksomhed fra ichthyologer, der søgte at forstå, hvorfor floden var beboet af så mange arter, og hvilke faktorer der favoriserede massive speciation begivenheder.

Efter at have studeret flodens konformation, kom forskerne til den konklusion, at flodens hydrologi, forårsaget af dens turbulente farvande, fungerede som barrierer, der forhindrede kontakt - og derfor genstrømmen - af fiskearter, der var meget nær ved.

Referencer

1. Adds, J., Larkcom, E., & Miller, R. (2004). Genetik, evolution og biodiversitet. Nelson Thornes.
2. American Museum of Natural History. (2017). Evolutions fra Congo River formet af intense stryk: Genomisk undersøgelse i nedre Congo afslører diversificering af mikroskala. ScienceDaily. Hentet den 16. oktober 2018 fra www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170217161005.htm
3. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologi: videnskab og natur. Pearson Uddannelse.
4. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Invitation til biologi. Panamerican Medical Ed.
5. Mayr, E. (1997). Evolution og livets mangfoldighed: Udvalgte essays. Harvard University Press.
6. Rice, S. (2007). Encyclopedia of Evolution. Fakta om fil.
7. Tobin, AJ, & Dusheck, J. (2005). Spørger om livet. Cengage Learning.