АДАПТИВНО ИЗЛЪЧВАНЕ: ПРОЦЕС, ВИДОВЕ И ПРИМЕРИ - БИОЛОГИЯ - 2025

Най- адаптивна радиация е феномен, с участието на еволюционния диверсификацията на набор от видове, което води до появата, за "бързо" адаптация към различни екологични ниши, нови форми от една и съща потомствен вид.

Концепцията за адаптивно излъчване е предложена от Чарлз Дарвин, английски натуралист от 19 век, след пътуване той се е заел на островите Галапагос, където е наблюдавал подробно няколко вида островни финчета, потомци на континентални предци, които са имали различни модификации в своите човки.,

Адаптивно лъчево лъчение (Източник: Джаки Малвин чрез Wikimedia Commons)

Откритието на тези финки представлява главното зоологическо доказателство за Дарвин в подкрепа на неговите теории за "слизане с модификация", тъй като различните форми на човки, които той наблюдава, всички произхождащи от една и съща родова линия, изглежда са били приспособени да използват различни ресурси на един и същ трофична ниша, „разделяйки я“.

Определено е, че основните причини за адаптивното излъчване са свързани с прекъсването на геновия поток между индивиди от един и същи вид (географска изолация), с подчертани колебания в околната среда и с отсъствие на хищници или отрицателни селективни налягания.

В този смисъл е факт от естествената история, че масовите изчезващи събития са довели до впечатляващото адаптивно излъчване на много групи живи същества, тъй като липсата на организми предлага възможности на оцелелите видове да колонизират празните ниши и да преминат през процеси. адаптивно лъчение.

Адаптивен радиационен процес

Адаптивното лъчение, както беше обяснено, е появата на нови екологично различни видове от обща родова линия на предците.

Тези събития непременно се случват чрез процес на спецификация, който според концепцията за биологични видове предполага прекъсване на генетичния поток (репродуктивна изолация) между „модифицираното” потомство и техния непосредствен прародител.

Много автори са за идеята, че адаптивното излъчване е своеобразно "разширение" на процеса на спецификация, но че то се задвижва от екологични фактори и подлежи на доста специални първоначални условия.

Обикновено географската изолация е един от основните фактори, влияещи на адаптивното излъчване, тъй като популациите, които се изолират, са "принудени" да се адаптират, за да се възползват от новите екологични ниши или отсъствието на стари хищници.

Един от примерите, който най-добре илюстрира как протича адаптивният радиационен процес, е колонизацията на островите, върховете на някои планини и млади (или девствени) езера по видове от други източници.

Географските острови могат да бъдат продукт на различни геоложки събития, но те също могат да се считат за екологични острови, тъй като изолацията на индивидите от популация поради поведенчески или екологични различия също представлява пречка за генетичния поток, което води до спецификация.

Как се проявява адаптивното излъчване на остров?

Ако разгледаме географски остров от скорошна формация (геологически погледнато), можем да си представим, че първоначално той ще бъде „гол“ или лишен от всяко живо същество.

Тогава този остров представлява изключителна екологична възможност за колонизиране или заселване на всеки вид от континенталната част (континентален) или не, който може да се възползва от екологичните ресурси, които този остров предлага.

Колонизиращите видове могат да бъдат бактерии, гъби, водорасли, сухоземни растения, животни и др., Които при заселване на „новия“ остров могат да адаптират или специализират някои от неговите черти за трофична експлоатация, например, на нова ниша. вероятно са много различни от нишата, от която са се появили.

Рано или късно, в еволюционния мащаб, разликите в установените черти ще означават репродуктивна бариера, която ще възпрепятства генетичния поток между колонизиращите индивиди и онези „индивиди от предците“ от континенталната част, от която са се диверсифицирали.

Адаптивна диверсификация спрямо адаптивно лъчение

Важно е да се отбележи, че съвременната дефиниция на адаптивното лъчение има две основни характеристики:

- Адаптивната радиация не е същата като диверсификация чрез адаптиране (чрез естествена селекция) в рамките на един и същи вид

- Адаптацията поражда адаптивно лъчение

Това, което тези две изречения означават, е, че без спецификация не може да се говори за адаптивно излъчване, също както не може да се говори за спецификация без адаптивно излъчване (не става въпрос само за малки индивидуални промени, като адаптивен отговор към ново състояние на околната среда).

Видове

Според някои автори адаптивните радиационни събития могат да бъдат „класифицирани“ в три вида, това според стимула, който задейства процеса. По този начин адаптивното излъчване може да възникне поради промяна в околната среда, обща адаптация или формиране на архипелаг.

Когато става дума за адаптивно излъчване, предизвикано от промените в околната среда, това се случва поради селективното налягане, което принуждава видовете да се адаптират към среда, която се е променила значително, за да оцелеят.

Радиацията се появява по такъв начин, че новите видове, които ще се образуват, ще направят това за колонизиране на нови екологични ниши, които възникват в резултат на споменатите промени в околната среда.

Адаптивните лъчения, които възникват в резултат на общи адаптации, правят това благодарение на появата или развитието на нови способности при индивиди от един и същи вид, което им позволява да колонизират нови екологични ниши.

Образуването или съществуването на архипелаги, високопланински възвишения или океански острови представляват една от основните причини за адаптивното излъчване, тъй като тези места могат да бъдат колонизирани от нови видове, които трябва бързо да се адаптират към тези места, еволюционно се разминавайки с непосредствените си предци.

Примери за адаптивно лъчение

- Животни

Зърна (птици)

Дарвин даде на научната общност най-добрият пример, който би могъл да получи, за да демонстрира адаптивно излъчване при животни: случаите с фини на Галапагоските острови.

Финчетата са вид птица, която се храни със семена и принадлежи към род Geospiza. Смята се, че тези птици наскоро са се отклонили една от друга, където е станала репродуктивна изолация поради екологично разминаване, частично свързано с адаптирането към различни видове семена.

Фалу (Галапагос) (Източник: Робърт Тейлър Причет през Wikimedia Commons)

При птиците разликите във формата и размера на тялото, както и някои характеристики на песента, които са свързани с морфологията, могат да доведат до изоставане преди репродукцията, което постепенно включва процес на спецификация.

Цихлиди (риба)

Друг класически пример за адаптивно излъчване е този на цихлидите, които принадлежат към семейство Cichlidae от сладководни тропически риби.

Видовете в това семейство са произлезли от видове, които се хранят с водорасли и меки седименти, но различни видове се разминават на различни места от това.

Фихлония на рибата от цихлиди (Източник: оригинална фигураː Джоана И. Майер, Дейвид А. Маркис, Саломе Мвайко, Катрин Е. Вагнер, Лоран Екскофьер и Оле Зехаузен Редактиране от Денис Пиетрас, Бъфало, Ню Йорк, САЩ чрез Wikimedia Commons)

В езеро, известно като Barombi Mbo, адаптивен радиационен процес произхожда 11 различни вида, сред които има хищни видове други риби и насекоми, видове, които се хранят с яйца, филтрирани видове и други, които се хранят като гъби.

Адаптивното лъчение е имало и в друго езеро, езерото Малави, може би най-значимото сред цихлидите, където са открити риби, които се хранят с ектопаразити на други риби и риби, които откъсват парчета от кожата на други риби. Установени са и цихлиди, които се хранят с люспи, яйца на други риби и техните ларви и др.

Адаптивното излъчване на тези риби се дължеше не само на експлоатацията на нови трофични ниши (храна), но и на някои модели на поведение и местообитания, описани от различни автори.

- Растения

Пример за адаптивно лъчение е това на съдовите растения и колонизацията на наземните среди. Съдови растения без семена за първи път се появяват в записите на вкаменелости на Силурия, но стават по-разнообразни по време на карбона.

Внезапното адаптивно излъчване на покритосеменните растения (цъфтящи растения) се е случило в юрската епоха, по това време се смята, че те са възникнали от папрати със семена. Сложността му се увеличава обаче само преди около 100 милиона години.

По време на диверсификацията на покритосеменните растения, тоест адаптивната им радиация, имаше най-малко три прехода: първо появата на карпела, след това появата на двойно торене и накрая появата на цветята, както ги познаваме в настояще.

Препратки

1. Gallardo, M H. (2011). Еволюция: Ходът на живота (№ 575 G 162).
2. Gavrilets, S., & Losos, JB (2009). Адаптивно излъчване: контрастираща теория с данни. Science, 323 (5915), 732-737.
3. Gavrilets, S., & Vose, A. (2005). Динамични модели на адаптивно излъчване. Трудове на Националната академия на науките, 102 (50), 18040-18045.
4. Glor, RE (2010). Филогенетични данни за адаптивното лъчение. Годишен преглед на екологията, еволюцията и систематиката, 41, 251-270.
5. Rundell, RJ, & Price, TD (2009). Адаптивно излъчване, неадаптивно излъчване, екологична спецификация и неекологична спецификация. Тенденции в екологията и еволюцията, 24 (7), 394-399.
6. Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). Биология (9-ти изд.). Брукс / Коул, Cengage Learning: САЩ.
7. Stroud, JT, & Losos, JB (2016). Екологична възможност и адаптивно излъчване. Годишен преглед на екологията, еволюцията и систематиката, 47.
8. Търнър, GF (2007). Адаптивно излъчване на риби от цихлиди. Текуща биология, 17 (19), R827-R831.