ĢEOGRĀFISKĀ IZOLĀCIJA: PRIEKŠROCĪBAS, TRŪKUMI UN PIEMĒRI - BIOLOĢIJA - 2025

Ģeogrāfiskā izolācija ir lietots termins evolucionārās bioloģijas un ekoloģijas atsaukties uz telpisko atdalīšanu grupas organismu. To var izraisīt dabas notikumi, piemēram, izmaiņas reģiona ģeoloģijā vai mākslīgas struktūras.

Vairumā gadījumu sugas ir izolētas ar dažādu veidu dabiskām barjerām, piemēram, okeāniem, ezeriem un kalniem, kas var krasi samazināt kontaktu starp indivīdiem populācijā.

Avots: Autors: NASA, izmantojot Wikimedia Commons

Kad abas indivīdu grupas atdalās, divas vides, kurām tie tika pakļauti, indivīdiem rada atšķirīgu selektīvu spiedienu, liekot viņiem iziet dažādus evolūcijas ceļus.

Dabiskās atlases un gēnu novirzes evolūcijas spēki izraisīs izmaiņas jauno grupu alēļu frekvencēs, atšķirot tās no vecāku populācijas.

Atkarībā no atdalīšanas apjoma un laika, kurā tā tiek uzturēta, var notikt specifikācijas notikumi: jaunu sugu veidošanās, tādējādi palielinot grupas daudzveidību.

Tādā pašā veidā izolācija var izraisīt arī indivīdu grupas izzušanu vai nu ģenētiskās daudzveidības trūkuma, vai arī selekcijas procesu dēļ.

Priekšrocības un trūkumi

Organismu ģeogrāfisko izolāciju var pārveidot divos procesos: specifikācija, kur parādās jaunas sugas, vai grupas, kas piedzīvojusi izolāciju, izzušana.

Zemāk mēs detalizēti aprakstīsim katru procesu, izprotot specifikāciju kā "priekšrocību", jo tā palielina daudzveidību un izzušanu kā "trūkumu":

Specifikācija

Jaunu sugu veidošanās process interesē evolūcijas biologus. Ornitologs Ernsts Mairs ļoti sekmēja šīs parādības aprakstu. Pēc Maira teiktā, specifikāciju ietekmē divi faktori: iesaistīto personu izolācija un ģenētiskā atšķirība.

Pirmkārt, lai divas populācijas būtu pietiekami diferencētas, lai tās uzskatītu par sugām, ir jāpārtrauc gēnu plūsma starp tām. Citiem vārdiem sakot, tie nedrīkst reproducēt.

Otrkārt, ģenētiskajai atšķirībai ir jāparādās izolācijas periodā tādā veidā, ka, ja indivīdi atkal satiekas - barjeras sabrukuma dēļ, kas sākotnēji viņus atdalīja -, reprodukcijas process nebūs efektīvs, un viņu pēcnācējiem būs salīdzinoši lielāka piemērotība. zemāks par viņu vecākiem.

Ģeogrāfiskās izolācijas procesa efektivitāte, lai radītu specifikāciju, ir atkarīga no vairākiem faktoriem, kas raksturīgi grupai, kas atdala, piemēram, spējai pārvietoties.

Allopatriskā specifikācija

Ģeogrāfiskās izolācijas notikumu, kas izraisa specializācijas procesus, atdalot nepārvaramu barjeru, sauc par alopatrisku specifikāciju - terminu, kas atvasināts no grieķu saknēm un kas burtiski nozīmē "citā valstī".

Kad sugas ir fiziski izolētas, tās saskaras ar dažādiem vides apstākļiem un selektīvu spiedienu, kas viņus virza pa dažādiem evolūcijas ceļiem.

Kā hipotētisku piemēru var minēt ķirzakas, kuras izolē upe, laika apstākļi kreisajā pusē var būt aukstāki nekā labajā pusē. Tādējādi dabiskās atlases un gēnu novirzes mehānismi darbosies neatkarīgi, izraisot pakāpenisku ķirzakas diferenciāciju.

Tādā veidā indivīdi iegūst atšķirīgas īpašības, ekoloģiskas, etoloģiskas, fizioloģiskas, cita starpā, salīdzinot ar vecāku sugām. Tādā gadījumā, ja izolācijas barjera ir bijusi pietiekama, lai veicinātu specifikāciju, gēnu plūsma nedrīkst notikt, ja abas iegūtās sugas atkal satiekas.

Biologu vidū ir vienprātība, kas atbalsta adalītrās specifikācijas nozīmi jaunu sugu veidošanā, jo tā efektīvi ierobežo gēnu plūsmu starp organismiem.

Izmiršana

Ja indivīdu atdalīšana notiek, pateicoties šķēršļiem, kurus nevar šķērsot, dažas grupas var izmirst.

Atdaloties no vecāku sugām, grupas daudzveidība var būt zema, un tā nepiemērosies jaunajiem spiedieniem, ko rada jaunā vide, ar kuru viņi saskaras.

Līdzīgi, ja atdalīto populāciju pārstāv neliels skaits indivīdu, tad pārnešana (šķērsošana starp tuviem radiniekiem) var radīt negatīvas sekas.

Pats Čārlzs Darvins jau zināja par selekcijas negatīvo ietekmi uz dabiskajām populācijām. Šķērsojot tuvākos radiniekus, ir lielāka varbūtība, ka tiek izteiktas noteiktas kaitīgas alēles.

Piemēram, ja ģimenē ir noteiktas patoloģijas gēns, kas tiek izteikts tikai tad, kad indivīdam ir abas alēles (homozigoti recesīvi) un divi brāļi un māsas krustojas, ir lielāka varbūtība, ka pēcnācēji slimības gadījumā pārnēsā abas alēles, atšķirībā no krustošanās ar personu, kurai nav šīs kaitīgās alēles.

Līdzīgi, ja cilvēku uzbūve liedz dzīvniekiem pārvietoties uz vēlamajām vietām, to skaits barības trūkuma dēļ var samazināties.

Piemēri

Izolēšana un specifikācija antilopes vāverēs Kolorādo Grand Canyon

Lielajā kanjonā tas ir ārkārtas dimensiju veidojums, ko 2000 gadus ir veidojusi Kolorādo upe. Tas atrodas Amerikas Savienoto Valstu ziemeļu Arizonā.

Šajā reģionā apdzīvo divas vāveres sugas, kuras saskaņā ar pētījumiem ir allopatriskas specifikācijas notikuma rezultāts. Viena no sugām dzīvo kreisajā reģionā, bet otra - labajā, atdalīta ar minimālu attālumu. Tomēr abas sugas nav spējīgas krustot.

Turpretī sugām, kurām ir iespēja brīvi pārvietoties abās kanjona pusēs, nav novērotas nekādas specializācijas pazīmes.

Izdalīšana un specializācija zivīs no Kongo upes

Aprakstītās jēdzieni ūdens sugām līdz šim var būt grūti piemērojami. Tomēr tas ir iespējams.

Cichlids ir zivju grupa, kurai raksturīga milzīga daudzveidība Kongo upē. Šī īpatnība piesaistīja ichtiologu uzmanību, kuri centās saprast, kāpēc upi apdzīvoja tik daudz sugu un kādi faktori sekmēja masveida specifikācijas notikumus.

Izpētījuši upes konformāciju, zinātnieki nonāca pie secinājuma, ka upes hidroloģija, ko izraisa tās turbulenti ūdeņi, darbojās kā barjeras, kas neļāva saskarties - un līdz ar to arī gēnu plūsmu - zivju sugām, kas bija ļoti tuvu.

Atsauces

1. Piebilst, J., Larkcom, E., & Miller, R. (2004). Ģenētika, evolūcija un bioloģiskā daudzveidība. Nelsons Torns.
2. Amerikas Dabas vēstures muzejs. (2017). Kongo upes zivju evolūcija, ko veido intensīvas krāces: Genoma pētījums Kongo lejasdaļā atklāj mikroskalu dažādošanu. ScienceDaily. Saņemts 2018. gada 16. oktobrī no vietnes www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170217161005.htm
3. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Bioloģija: zinātne un daba. Pīrsona izglītība.
4. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Ielūgums uz bioloģiju. Panamerican Medical Ed.
5. Mairs, E. (1997). Evolūcija un dzīves daudzveidība: atlasītas esejas. Harvard University Press.
6. Rīss, S. (2007). Evolūcijas enciklopēdija. Fakti lietā.
7. Tobins, AJ, un Dušeks, J. (2005). Jautā par dzīvi. Cengage mācīšanās.