GEOGRAFINĖ IZOLIACIJA: PRANAŠUMAI, TRŪKUMAI IR PAVYZDŽIAI - BIOLOGIJA - 2025

Geografinė izoliacija yra terminas, naudojamas evoliucinės biologijos ir ekologijos kreiptis į erdvinės atskyrimo nuo organizmų grupei. Tai gali įvykti dėl gamtos įvykių, tokių kaip regiono geologijos pokyčiai ar dirbtinės struktūros.

Daugeliu atvejų rūšys yra išskiriamos atsižvelgiant į įvairių tipų natūralias kliūtis, pavyzdžiui, vandenynus, ežerus, kalnus, kurios gali drastiškai sumažinti kontaktą tarp gyventojų.

Šaltinis: NASA, per „Wikimedia Commons“

Kai dvi asmenų grupės atsiskiria, dvi aplinkos, kurioms jie buvo veikiami, daro skirtingą atrankinį spaudimą asmenims, priversdami juos eiti skirtingais evoliucijos keliais.

Natūralios atrankos ir genų dreifo evoliucijos jėgos sukels naujų grupių alelio dažnio pokyčius, išskirdamos juos iš tėvų populiacijos.

Priklausomai nuo atskyrimo masto ir laiko, kurį jis išlaikomas, gali atsirasti specializacijos įvykių: susiformuoti naujos rūšys, taip padidinant grupės įvairovę.

Lygiai taip pat izoliacija gali lemti ir asmenų grupės išnykimą dėl genetinės įvairovės trūkumo arba dėl įsibrovėjimo procesų.

Privalumai ir trūkumai

Organų geografinę izoliaciją galima paversti dviem procesais: specializacija, kai atsiranda naujų rūšių, arba grupės, kuri patyrė izoliaciją, išnykimas.

Žemiau mes išsamiai aprašysime kiekvieną procesą, supratdami specifikaciją kaip „pranašumą“, nes tai padidina įvairovę, o išnykimas - kaip „trūkumas“:

Specifikacija

Procesas, kurio metu formuojasi naujos rūšys, domina evoliucijos biologus. Ornitologas Ernstas Mayras labai prisidėjo prie šio reiškinio aprašymo. Anot Mayr, spekuliacijai įtakos turi du veiksniai: izoliacija ir susijusių asmenų genetiniai skirtumai.

Pirma, kad dvi populiacijos būtų pakankamai diferencijuotos, kad būtų laikomos rūšimis, turi būti nutrauktas genų srautas tarp jų. Kitaip tariant, jie neturi daugintis.

Antra, genetinis išsiskyrimas turi atsirasti izoliacijos laikotarpiu taip, kad jei individai vėl susitiks - dėl sugriuvusio barjero, kuris juos iš pradžių atskyrė, reprodukcijos procesas nebus efektyvus, o jų palikuonys turės palyginti daugiau galimybių. žemesnis nei jų tėvai.

Geografinio atskyrimo proceso veiksmingumas norint sukurti savitarpį priklauso nuo kelių veiksnių, būdingų skiriančiai grupei, pavyzdžiui, sugebėjimo judėti.

Allopatrinė specifikacija

Geografinės izoliacijos įvykis, dėl kurio atsiranda specializacijos procesai atskyrus neįveikiamą barjerą, yra vadinamas alopatrine specifikacija, iš graikų šaknų kilusiu terminu, kuris pažodžiui reiškia „kitoje šalyje“.

Kai rūšys yra fiziškai izoliuotos, jos susiduria su skirtingomis aplinkos sąlygomis ir atrankiniu slėgiu, kuris jas veda skirtingais evoliucijos keliais.

Paimkime kaip hipotetinį driežų, kuriuos izoliuoja upė, populiaciją, kairiajame krašte klimato sąlygos gali būti šaltesnės nei dešinėje. Taigi natūralios atrankos ir genų dreifo mechanizmai veiks savarankiškai, o tai lems laipsnišką driežų diferenciaciją.

Tokiu būdu individai, palyginti su motininėmis rūšimis, įgyja skirtingas ekologines, etologines, fiziologines savybes. Tokiu atveju, jei izoliacijos barjero pakako specifikacijos įvykiui skatinti, genų srautas neturi būti, jei dvi gautos rūšys vėl susitinka.

Biologai yra sutarę, kad palaikoma alopatricinė specifikacija kuriant naujas rūšis, nes tai veiksmingai riboja genų srautą tarp organizmų.

Išnykimas

Kai asmenys atsiskiria dėl kliūčių, kurių negalima peržengti, kai kurios grupės gali išnykti.

Atsiribojus nuo motininių rūšių, grupės įvairovė gali būti menka ir ji neprisitaikys prie naujų spaudimų, kuriuos sukelia nauja aplinka, su kuria jie susiduria.

Panašiai, jei atskirtai populiacijai atstovauja nedaug asmenų, įvažiavimas (kirtimas tarp artimų giminaičių) gali sukelti neigiamų padarinių.

Pats Charlesas Darwinas jau žinojo apie neigiamas įsibrovimų pasekmes natūralioms populiacijoms. Kertant artimus giminaičius yra didesnė tikimybė, kad bus išreikšti tam tikri kenksmingi aleliai.

Pvz., Jei šeimoje yra tam tikros patologijos genas, kuris yra ekspresuojamas tik tada, kai individas turi abu alelius (homozigotinius recesyvinius) ir du brolius bei seseris kryžminasi, yra didesnė tikimybė, kad palikuonys neša abu ligos alelius, skirtingai nei kirtimas su asmeniu, kuris nenešioja minėtos žalingos alelės.

Panašiai, kai dėl žmogaus konstrukcijų gyvūnai negali persikelti į norimas vietas, jų populiacija gali sumažėti dėl maisto trūkumo.

Pavyzdžiai

Izoliacija ir apžiūra antilopių voverėse Kolorado Grand Canyon

Didžiajame kanjone tai yra nepaprastų matmenų formavimas, kurį 2000 metų skulptūrė Kolorado upė. Jis įsikūręs šiauriniame JAV Arizonos mieste.

Šiame regione gyvena dvi voverių rūšys, kurios, remiantis tyrimais, yra alopatrinės specifikacijos įvykis. Viena iš rūšių gyvena kairiajame regione, kita - dešinėje, kurią skiria mažiausias atstumas. Tačiau šios dvi rūšys nesugeba tarpusavyje keistis.

Priešingai, rūšims, kurios gali laisvai judėti iš abiejų kanjono pusių, nepastebėta jokių ypatybių.

Žuvų izoliacija ir specifikacija iš Kongo upės

Kol kas aprašytas vandens gyvūnų rūšims sąvokas gali būti sunku pritaikyti. Vis dėlto tai įmanoma.

Cichlidai yra žuvų šeima, kuriai būdinga didžiulė įvairovė Kongo upėje. Ši ypatybė atkreipė ichtiologų, kurie siekė suprasti, kodėl upėje gyveno tiek daug rūšių, ir kokie veiksniai paskatino didžiulius žvėrienos įvykius, dėmesį.

Ištyrę upės struktūrą, mokslininkai padarė išvadą, kad upės hidrologija, kurią sukėlė jos neramūs vandenys, veikė kaip kliūtys, neleidžiančios susisiekti labai žuvų rūšims, taigi ir genų srautui. šalia.

Nuorodos

1. Prideda: J., Larkcom, E., & Miller, R. (2004). Genetika, evoliucija ir biologinė įvairovė. Nelsonas Thornesas.
2. Amerikos gamtos istorijos muziejus. (2017). Kongo upės žuvų evoliucija, kurią suformavo intensyvūs slenksčiai: Žemutinio Kongo genomo tyrimai atskleidė mikroskalų įvairovę. „ScienceDaily“. Gauta 2018 m. Spalio 16 d. Iš www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170217161005.htm
3. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologija: mokslas ir gamta. „Pearson Education“.
4. Curtis, H., ir Schnek, A. (2006). Kvietimas į biologiją. Panamerican Medical Ed.
5. Mayr, E. (1997). Evoliucija ir gyvenimo įvairovė: pasirinktos esė. Harvard University Press.
6. Rice, S. (2007). Evoliucijos enciklopedija. Faktai byloje.
7. Tobinas, AJ, ir Dusheckas, J. (2005). Klausia apie gyvenimą. „Cengage“ mokymasis.