ADAPTIV STRÅLING: PROCES, TYPER OG EKSEMPLER - BIOLOGI - 2025

Den adaptive stråling er et fænomen, der involverer den evolutionære diversificering af et sæt arter, der fører til udseendet, for "hurtig" tilpasning til forskellige økologiske nicher, nye former fra den samme forfædres art.

Begrebet adaptiv stråling blev foreslået af Charles Darwin, en engelsk 1800-talsmand fra det 19. århundrede, efter en tur, han foretog til Galapagosøerne, hvor han i detaljer observerede flere arter af øfinker, efterkommere af kontinentale forfædre, som havde forskellige ændringer i deres næb..

Adaptiv finchstråling (Kilde: Jackie Malvin via Wikimedia Commons)

Findingen af ​​disse finker repræsenterede for Darwin det vigtigste zoologiske bevis til støtte for hans teorier om "nedstigning med ændring", da de forskellige former for næb, som han observerede, alle stammede fra den samme forfædre-linie, syntes at være tilpasset til at udnytte forskellige ressourcer af samme trofisk niche, "partitionere" den.

Det er blevet bestemt, at de vigtigste årsager til adaptiv stråling har at gøre med afbrydelsen af ​​genstrømmen mellem individer af samme art (geografisk isolering), med markante miljøvariationer og med fravær af rovdyr eller negativt selektivt tryk.

I denne forstand er det en kendsgerning i naturhistorien, at begivenheder med masseudryddelse har ført til den imponerende adaptive stråling af mange grupper af levende væsener, da fraværet af organismer giver muligheder for overlevende arter til at kolonisere tomme nicher og gennemgå processer. adaptiv stråling.

Adaptiv strålingsproces

Adaptiv stråling er, som forklaret, udseendet af nye økologisk forskellige arter fra en fælles forfædreslinje.

Disse begivenheder forekommer nødvendigvis gennem en specieringsproces, der ifølge det biologiske artsbegreb indebærer en afbrydelse af genstrømmen (reproduktiv isolering) mellem det "modificerede" afkom og deres umiddelbare forfader.

Mange forfattere går ind for ideen om, at adaptiv stråling er en slags "udvidelse" af specieringsprocessen, men at den er drevet af økologiske faktorer og underlagt ganske specielle startbetingelser.

Normalt er geografisk isolering en af ​​de vigtigste faktorer, der påvirker adaptiv stråling, da populationer, der isolerer sig, "tvinges" til at tilpasse sig for at drage fordel af nye økologiske nicher eller fraværet af gamle rovdyr.

Et af eksemplerne, der bedst illustrerer, hvordan den adaptive strålingsproces finder sted, er kolonisering af øer, toppen af ​​nogle bjerge og unge (eller jomfruelige) søer efter arter fra andre kilder.

Geografiske øer kan være et produkt af forskellige geologiske begivenheder, men de kan også betragtes som økologiske øer, da isolering af enkeltpersoner fra en befolkning på grund af adfærdsmæssige eller miljømæssige forskelle også repræsenterer en barriere for genstrøm, hvilket fører til specifikation.

Hvordan forekommer adaptiv stråling på en ø?

Hvis vi overvejer en geografisk ø med nylig dannelse (geologisk set), kan vi forestille os, at dette oprindeligt vil være "nøgen" eller blottet for noget levende væsen.

Denne ø repræsenterer så en ekstraordinær økologisk mulighed for kolonisering eller bosættelse af enhver art fra fastlandet (kontinentalt) eller ej, der kan drage fordel af de økologiske ressourcer, som denne ø tilbyder.

Koloniserende arter kan være bakterier, svampe, alger, landplanter, dyr osv., Som, når de er bosat på den "nye" ø, kan tilpasse eller specialisere nogle af dens egenskaber til trofisk udnyttelse, for eksempel af en ny niche. sandsynligvis meget forskellig fra den niche, de kom fra.

Før eller senere, på den evolutionære skala, vil forskellene i træk, der er blevet fastlagt, betegne en reproduktiv barriere, som vil hindre genstrømmen mellem koloniserende individer og disse "forfædres individer" fra fastlandet, hvorfra de diversificerede sig.

Adaptiv diversificering vs adaptiv stråling

Det er vigtigt at bemærke, at den moderne definition af adaptiv stråling har to hovedkarakteristika:

- Adaptiv stråling er ikke det samme som diversificering ved tilpasning (ved naturlig udvælgelse) inden for den samme art

- Tilpasning giver anledning til adaptiv stråling

Hvad disse to sætninger betyder, er, at man uden specifikation ikke kan tale om adaptiv stråling, ligesom man ikke kan tale om speciation uden adaptiv stråling (det handler ikke kun om små individuelle ændringer som et adaptivt svar på en ny miljøtilstand).

typer

Ifølge nogle forfattere kan adaptive strålingsbegivenheder "klassificeres" i tre typer, dette i henhold til den stimulus, der udløser processen. Således kan adaptiv stråling forekomme på grund af en miljøændring, en generel tilpasning eller dannelsen af ​​en øhav.

Når det kommer til adaptiv stråling udløst af miljøændringer, sker dette på grund af det selektive pres, der tvinger arter til at tilpasse sig et miljø, der har ændret sig markant for at overleve.

Stråling forekommer så på en sådan måde, at de nye arter, der dannes, vil gøre det for at kolonisere nye økologiske nicher, der opstår som en konsekvens af nævnte miljøændringer.

Adaptive strålinger, der opstår som følge af generelle tilpasninger, gør det takket være udseendet eller udviklingen af ​​nye evner hos individer af samme art, hvilket giver dem mulighed for at kolonisere nye økologiske nicher.

Dannelsen eller eksistensen af ​​øygrupper, høje bjergehøjder eller oceaniske øer er en af ​​de vigtigste årsager til adaptiv stråling, da disse steder kan koloniseres af nye arter, der hurtigt skal tilpasse sig til disse steder, og evolutionært afviger fra deres umiddelbare forfædre.

Eksempler på adaptiv stråling

- Dyr

Finker (fugle)

Darwin gav det videnskabelige samfund det bedste eksempel, han kunne få for at demonstrere adaptiv stråling hos dyr: tilfældet med finker på Galapagosøerne.

Finker er en fugletype, der lever af frø og hører til slægten Geospiza. Disse fugle menes at have for nylig diverget fra hinanden, hvor reproduktiv isolering fandt sted på grund af økologisk divergens delvist forbundet med tilpasning til forskellige typer frø.

Galápagos finker (Kilde: Robert Taylor Pritchett via Wikimedia Commons)

Hos fugle kan forskelle i kropsform og størrelse samt nogle karakteristika ved sangen, der er relateret til morfologi, føre til præproduktiv isolering, som gradvist involverer en speciationsproces.

Cichlider (fisk)

Et andet klassisk eksempel på adaptiv stråling er cichlider, der hører til Cichlidae-familien af ​​tropisk fisk med ferskvand.

Arter i denne familie stammer fra en art, der fodres med alger og bløde sedimenter, men forskellige arter adskiller sig forskellige steder fra dette.

Cichlid fiskefylogeni (Kilde: original figurː Joana I. Meier, David A. Marques, Salome Mwaiko, Catherine E. Wagner, Laurent Excoffier & Ole Seehausen Redigering af Dennis Pietras, Buffalo, NY USA via Wikimedia Commons)

I en sø kaldet Barombi Mbo stammede en adaptiv strålingsproces 11 forskellige arter, blandt hvilke der er rovdyrarter af andre fisk og insekter, arter, der lever af æg, filterarter og andre, der foder som svampe.

Adaptiv stråling forekom også i en anden sø, Malawi-søen, måske den mest markante blandt cichlider, hvor der findes fisk, der lever af ektoparasitterne af andre fisk og fisk, der river stykker af huden fra andre fisk. Cichlider er også blevet identificeret, der lever af vægte, æg fra andre fisk og deres larver osv.

Den adaptive stråling af disse fisk skyldtes ikke kun udnyttelsen af ​​nye trofiske nicher (mad), men også på nogle adfærd og habitatmønstre, der er beskrevet af forskellige forfattere.

- Planter

Et eksempel på adaptiv stråling er karplanter og kolonisering af jordbaserede miljøer. Frøfrie karplanter optrådte først i den siluriske fossilrekord, men blev mere diversificerede i løbet af kulstof.

Den pludselige adaptive stråling af angiospermer (blomstrende planter) forekom i juraen, på hvilket tidspunkt man antager, at de stammede fra bregner med frø. Dets kompleksitet steg dog kun for omkring 100 millioner år siden.

Under diversificeringen af ​​angiosperms, det vil sige deres adaptive stråling, var der mindst tre overgange: først udseendet af carpel, derefter udseendet af dobbelt befrugtning og til sidst udseendet af blomsterne, som vi kender dem i til stede.

Referencer

1. Gallardo, M H. (2011). Evolution: Livets forløb (nr. 575 G 162).
2. Gavrilets, S., & Losos, JB (2009). Adaptiv stråling: kontrasterende teori med data. Science, 323 (5915), 732-737.
3. Gavrilets, S., & Vose, A. (2005). Dynamiske mønstre af adaptiv stråling. Proceedings of the National Academy of Sciences, 102 (50), 18040-18045.
4. Glor, RE (2010). Filogenetisk indsigt i adaptiv stråling. Årlig gennemgang af økologi, udvikling og systematik, 41, 251-270.
5. Rundell, RJ, & Price, TD (2009). Adaptiv stråling, ikke-adaptiv stråling, økologisk specifikation og ikke-økologisk specifikation. Trends in Ecology & Evolution, 24 (7), 394-399.
6. Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). Biologi (9. udg.). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.
7. Stroud, JT, & Losos, JB (2016). Økologisk mulighed og adaptiv stråling. Årlig gennemgang af økologi, udvikling og systematik, 47.
8. Turner, GF (2007). Adaptiv stråling af cichlidfisk. Aktuel biologi, 17 (19), R827-R831.