ГЕОГРАФСКА ИЗОЛАЦИЯ: ПРЕДИМСТВА, НЕДОСТАТЪЦИ И ПРИМЕРИ - БИОЛОГИЯ - 2024

В географско изолирането е термин, използван в еволюционната биология и екология да се позове на пространствено разделяне на група организми. Тя може да възникне от природно събитие, като например промени в геологията на региона или от изкуствени структури.

В повечето случаи видовете се изолират от наличието на различни видове естествени бариери, било то океани, езера, планини, между другото, което може драстично да намали контакта между индивидите в популацията.

Източник: От НАСА, чрез Wikimedia Commons

След като двете групи индивиди се разделят, двете среди, на които са били изложени, оказват различен селективен натиск върху индивидите, принуждавайки ги да следват различни еволюционни пътища.

Еволюционните сили на естествения подбор и дрейфа на гените ще причинят промени в алелните честоти на новите групи, като ги разграничат от родителската популация.

В зависимост от степента на разделяне и времето, в което се поддържа, могат да възникнат събития на видовете: формиране на нови видове, като по този начин се увеличава многообразието на групата.

По същия начин изолацията може да доведе и до изчезване на група индивиди, или поради липса на генетично разнообразие, или поради инбридинг процеси.

Предимства и недостатъци

Географската изолация на организмите може да бъде преведена в два процеса: спецификация, при която се появяват нови видове или изчезване на групата, преживяла изолация.

По-долу ще опишем в дълбочина всеки от процесите, разбирането на спецификацията като „предимство“, тъй като увеличава многообразието и изчезването като „недостатък“:

Видообразуване

Процесът, чрез който се формират нови видове, представлява интерес за еволюционните биолози. Орнитологът Ернст Мейр допринесе много за описанието на това явление. Според Майр, спецификацията се влияе от два фактора: изолация и генетична дивергенция на участващите индивиди.

Първо, за да могат две популации да бъдат достатъчно диференцирани, за да се считат за видове, потокът от гени между тях трябва да бъде прекъснат. С други думи, те не трябва да се възпроизвеждат.

Второ, генетичната дивергенция трябва да се появи по време на периода на изолация по такъв начин, че ако хората се срещнат отново - поради срив на бариерата, която първоначално ги е разделила - процесът на възпроизводство няма да бъде ефективен и тяхното потомство ще има относително по-голяма годност. по-ниски от техните родители.

Ефективността на процеса на географска изолация за производство на спецификация зависи от няколко фактора, присъщи на отделящата се група, като способността да се движат.

Алопатрична спецификация

Събитието на географски изолации, което поражда процеси на спецификация чрез разделяне на непреодолима бариера, се нарича алопатрична спецификация, термин, извлечен от гръцки корени, който буквално означава „в друга държава“.

След като видовете са физически изолирани, те са изправени пред различни условия на околната среда и селективен натиск, който ги води по различни еволюционни пътища.

Вземете като хипотетичен пример популация от гущери, която е изолирана от река, метеорологичните условия от лявата страна може да са по-студени от тези от дясната страна. По този начин механизмите на естествения подбор и дрейфа на гените ще действат независимо, което води до прогресивното разграничаване на гущерите.

По този начин индивидите придобиват различни характеристики, екологични, етологични, физиологични, наред с други, в сравнение с родителските видове. В такъв случай, че изолационната бариера е била достатъчна за насърчаване на събитието на видовете, не трябва да има генетичен поток, ако двата получени вида се срещнат отново.

Съществува консенсус сред биолозите, които подкрепят значението на алопатричната спецификация при генерирането на нови видове, тъй като тя ефективно ограничава потока на гени между организмите.

измиране

Когато разделянето на индивидите става благодарение на бариерите, които не могат да бъдат преодолени, някои от групите могат да изчезнат.

Когато се отдели от родителския вид, разнообразието на групата може да е ниско и то няма да се адаптира към новия натиск, наложен от новата среда, пред която са изправени.

По същия начин, ако отделената популация е представена от малък брой индивиди, инбридингът (кръстосването между близки роднини) може да има отрицателни последици.

Самият Чарлз Дарвин вече беше наясно с негативните ефекти от инбридинга върху естествените популации. При кръстосване на близки роднини има по-голяма вероятност да се изразят определени вредни алели.

Например, ако в семейство има ген за определена патология, която се изразява само когато индивидът има и два алела (хомозиготна рецесивна) и двама братя и сестри, кръстосват се, има по-голяма вероятност потомството да носи и два алела за болестта, за разлика от кръстосване с индивид, който не носи споменатия вреден алел.

По същия начин, когато човешките конструкции лишават животните от придвижване до желаните места, тяхната популация може да намалее поради липса на храна.

Примери

Изолация и спецификация в антилопски катерици в Гранд каньон на Колорадо

В Гранд Каньон е формация с необикновени размери, която е изваяна в продължение на 2000 години от река Колорадо. Намира се в северната част на Аризона на САЩ.

В този регион обитават два вида катерици, които според изследвания са продукт на събитие с алопатрична спецификация. Един от видовете живее в левия регион, а другият в дясната, разделен на минимално разстояние. Двата вида обаче не са способни да се кръстосват.

За разлика от тях, видовете, които имат способността да се движат свободно от двете страни на каньона, не са показали признаци на спецификация.

Изолация и спецификация на риба от река Конго

Описаните понятия за водните видове могат да бъдат трудно приложими засега. Въпреки това е възможно.

Цихлидите са семейство риби, характеризиращи се с огромно разнообразие в река Конго. Тази особеност привлече вниманието на ихтиолозите, които се опитаха да разберат защо реката е обитавана от толкова много видове и кои фактори са благоприятни за масовите спецификационни събития.

След като проучиха конформацията на реката, учените стигнаха до извода, че хидрологията на реката, причинена от бурните й води, функционира като бариери, които възпрепятстват контакта - и следователно генетичния поток - на рибни видове, които са много близо до.

Препратки

1. Adds, J., Larkcom, E., & Miller, R. (2004). Генетика, еволюция и биоразнообразие. Нелсън Торнес.
2. Американски природонаучен музей. (2017). Еволюция на риба в река Конго, оформена от интензивни бързеи: Геномното изследване в долен Конго разкрива диверсификация на микроелементите. ScienceDaily. Произведено на 16 октомври 2018 г. от www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170217161005.htm
3. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Биология: наука и природа. Pearson Education.
4. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Покана за биология. Panamerican Medical Ed.
5. Mayr, E. (1997). Еволюция и многообразието на живота: Избрани есета. Harvard University Press.
6. Райс, С. (2007). Енциклопедия на еволюцията. Факти във файла.
7. Tobin, AJ, & Dusheck, J. (2005). Питане за живота. Учене в Cengage.