ADAPTIV STRÅLNING: PROCESS, TYPER OCH EXEMPEL - BIOLOGI

Den adaptiva strålningen är ett fenomen som involverar den evolutionära diversifieringen av en uppsättning arter som leder till utseendet, för "snabb" anpassning till olika ekologiska nischer, nya former från samma förfäderart.

Begreppet adaptiv strålning föreslogs av Charles Darwin, en engelska naturforskare från 1800-talet. Efter en resa åkte han till Galapagosöarna, där han i detalj observerade flera arter av öfinkar, ättlingar till kontinentala förfäder, som hade olika modifieringar i näbnen. .

Adaptiv finchstrålning (Källa: Jackie Malvin via Wikimedia Commons)

Upptäckten av dessa finkar representerade för Darwin det viktigaste zoologiska beviset för att stödja hans teorier om "härkomst med modifiering", eftersom de olika formerna av näbb som han observerade, alla härledda från samma förfäder, tycktes vara anpassade för att utnyttja olika resurser av samma trofisk nisch, "partitionera" den.

Det har fastställts att de huvudsakliga orsakerna till adaptiv strålning har att göra med avbrottet i genflödet mellan individer av samma art (geografisk isolering), med markanta miljövariationer och med avsaknad av rovdjur eller negativt selektivt tryck.

I detta avseende är det ett faktum i naturhistorien att händelser av massutrotning har lett till en imponerande anpassningsbar strålning från många grupper av levande varelser, eftersom frånvaron av organismer erbjuder möjligheter för överlevande arter att kolonisera tomma nischer och gå igenom processer. adaptiv strålning.

Anpassningsbar strålningsprocess

Anpassningsbar strålning är, som förklarats, utseendet på nya ekologiskt olika arter från en vanlig förfäder.

Dessa händelser inträffar nödvändigtvis genom en specieringsprocess som enligt det biologiska artsbegreppet innebär ett avbrott i genflödet (reproduktiv isolering) mellan det "modifierade" avkommet och deras omedelbara förfader.

Många författare är för tanken att adaptiv strålning är en slags "förlängning" av specieringsprocessen, men att den drivs av ekologiska faktorer och är föremål för ganska speciella initiala förhållanden.

Vanligtvis är geografisk isolering en av huvudfaktorerna som påverkar adaptiv strålning, eftersom populationer som isolerar sig "tvingas" anpassa sig för att dra nytta av nya ekologiska nischer eller frånvaron av gamla rovdjur.

Ett av exemplen som bäst illustrerar hur den anpassningsbara strålningsprocessen sker är kolonisering av öar, topparna på vissa berg och unga (eller jungfru) sjöar efter arter från andra källor.

Geografiska öar kan vara en produkt av olika geologiska händelser, men de kan också betraktas som ekologiska öar, eftersom isolering av individer från en befolkning på grund av beteendemässiga eller miljömässiga skillnader också representerar en barriär mot genflödet, vilket leder till specifikation.

Hur uppstår adaptiv strålning på en ö?

Om vi betraktar en geografisk ö med nylig bildning (geologiskt sett) kan vi föreställa oss att detta, till en början, kommer att vara "naken" eller sakna någon levande varelse.

Denna ö representerar då en extraordinär ekologisk möjlighet för kolonisering eller bosättning av alla arter från fastlandet (kontinental) eller inte, som kan dra nytta av de ekologiska resurserna som denna ö erbjuder.

Koloniserande arter kan vara bakterier, svampar, alger, markväxter, djur osv. Som, när de bosätter sig på den ”nya” ön, kan anpassa eller specialisera några av sina egenskaper för trofisk exploatering, till exempel en ny nisch. förmodligen mycket annorlunda från den nisch som de kom från.

Förr eller senare, i den evolutionära skalan, kommer skillnaderna i drag som har fastställts att beteckna en reproduktiv barriär som kommer att hindra genflödet mellan koloniserande individer och de "förfäder individer" från fastlandet som de diversifierade från.

Adaptiv diversifiering kontra adaptiv strålning

Det är viktigt att notera att den moderna definitionen av adaptiv strålning har två huvudsakliga egenskaper:

- Adaptiv strålning är inte detsamma som diversifiering genom anpassning (genom naturligt urval) inom samma art

- Anpassning ger upphov till adaptiv strålning

Vad dessa två meningar betyder är att man utan specifikation inte kan tala om adaptiv strålning, precis som man inte kan tala om speciation utan adaptiv strålning (det handlar inte bara om små individuella förändringar som ett adaptivt svar på ett nytt miljövillkor).

typer

Enligt vissa författare kan adaptiva strålningshändelser "klassificeras" i tre typer, detta enligt stimulansen som utlöser processen. Således kan adaptiv strålning inträffa på grund av en miljöförändring, en allmän anpassning eller bildandet av en skärgård.

När det gäller adaptiv strålning som utlöses av miljöförändringar, sker detta på grund av det selektiva trycket som tvingar arter att anpassa sig till en miljö som har förändrats avsevärt för att överleva.

Strålning inträffar då på ett sådant sätt att de nya arterna som bildas kommer att göra det för att kolonisera nya ekologiska nischer som uppstår som en följd av nämnda miljöförändringar.

Anpassningsbara strålningar som härrör från allmänna anpassningar gör det tack vare utseendet eller utvecklingen av nya förmågor hos individer av samma art, vilket gör att de kan kolonisera nya ekologiska nischer.

Bildningen eller existensen av skärgårdar, höga bergsförhöjningar eller oceaniska öar utgör en av de främsta orsakerna till anpassningsbar strålning, eftersom dessa platser kan koloniseras av nya arter som måste anpassas snabbt till dessa platser, evolutionärt avvikande från sina omedelbara förfäder.

Exempel på adaptiv strålning

- Djur

Fincher (fåglar)

Darwin gav det vetenskapliga samhället det bästa exemplet han kunde få för att visa adaptiv strålning hos djur: fallet med finkar på Galapagosöarna.

Fincher är en typ av fågel som livnär sig från frön och tillhör släktet Geospiza. Dessa fåglar tros ha nyligen avvikit från varandra, där reproduktiv isolering ägde rum på grund av ekologisk divergens delvis förknippad med anpassning till olika frötyper.

Galápagos finkar (Källa: Robert Taylor Pritchett via Wikimedia Commons)

Hos fåglar kan skillnader i kroppsform och storlek, liksom vissa egenskaper hos sången som är relaterade till morfologi, leda till pre-reproduktiv isolering, som gradvis innebär en process av speciation.

Ciklider (fisk)

Ett annat klassiskt exempel på adaptiv strålning är ciklider, som tillhör Cichlidae-familjen av tropiska fiskar med sötvatten.

Arter i denna familj härstammar från en art som matas av alger och mjuka sediment, men olika arter divergerade på olika platser från detta.

Cichlid fiskfilogeni (Källa: originalfigurː Joana I. Meier, David A. Marques, Salome Mwaiko, Catherine E. Wagner, Laurent Excoffier & Ole Seehausen Redigering av Dennis Pietras, Buffalo, NY USA via Wikimedia Commons)

I en sjö känd som Barombi Mbo, uppstod en anpassningsbar strålningsprocess 11 olika arter, bland vilka det finns rovdjur av andra fiskar och insekter, arter som lever på ägg, filterarter och andra som matar som svampar.

Adaptiv strålning inträffade också i en annan sjö, Malawi-sjön, kanske den mest betydelsefulla bland ciklider, där fisk finns som matar på ektoparasiterna hos andra fiskar och fiskar som rivar bort bitar av huden på andra fiskar. Ciklider har också identifierats som livnär sig på våg, ägg från andra fiskar och deras larver, etc.

Den adaptiva strålningen av dessa fiskar berodde inte bara på utnyttjandet av nya trofiska nischer (mat), utan också på vissa beteenden och livsmönster som har beskrivits av olika författare.

- Växter

Ett exempel på adaptiv strålning är kärlväxter och kolonisering av markmiljöer. Fröfria kärlväxter dök först in i den siluriska fossila posten, men blev mer diversifierade under kolkolvet.

Den plötsliga anpassningsbara strålningen av angiospermer (blommande växter) inträffade i Jurassic, då man tror att de uppstod från ormbunkar med frön. Dess komplexitet ökade emellertid bara för cirka 100 miljoner år sedan.

Under diversifieringen av angiosperms, det vill säga deras anpassningsbara strålning, fanns det åtminstone tre övergångar: först utseendet på carpel, sedan utseendet på dubbel befruktning och slutligen utseendet på blommorna som vi känner dem i närvarande.

referenser

Gallardo, M H. (2011). Evolution: Livets gång (nr 575 G 162).
Gavrilets, S., & Losos, JB (2009). Adaptiv strålning: kontrastteori med data. Science, 323 (5915), 732-737.
Gavrilets, S., & Vose, A. (2005). Dynamiska mönster av adaptiv strålning. Proceedings of the National Academy of Sciences, 102 (50), 18040-18045.
Glor, RE (2010). Filogenetisk insikt om adaptiv strålning. Årlig översyn av ekologi, evolution och systematik, 41, 251-270.
Rundell, RJ, & Price, TD (2009). Adaptiv strålning, icke-adaptiv strålning, ekologisk specifikation och icke-ekologisk specifikation. Trends in Ecology & Evolution, 24 (7), 394-399.
Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). Biologi (9: e edn). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.
Stroud, JT, & Losos, JB (2016). Ekologisk möjlighet och adaptiv strålning. Årlig översyn av ekologi, utveckling och systematik, 47.
Turner, GF (2007). Anpassningsbar strålning av ciklidfisk. Aktuell biologi, 17 (19), R827-R831.

ADAPTIV STRÅLNING: PROCESS, TYPER OCH EXEMPEL - BIOLOGI - 2025