GEOGRAFSKA IZOLACIJA: PREDNOSTI, SLABOSTI IN PRIMERI - BIOLOGIJA - 2026

Geografska izolacija je izraz uporablja v evolucijske biologije in ekologije, da se nanašajo na prostorsko ločitev skupine organizmov. Pojavi se lahko z naravnim dogodkom, kot so spremembe v geologiji regije ali umetnih struktur.

V večini primerov so vrste izolirane zaradi prisotnosti različnih vrst naravnih ovir, med drugim oceanov, jezer, gora, ki lahko drastično zmanjšajo stik med posamezniki v populaciji.

Vir: NASA, prek Wikimedia Commons

Ko se dve skupini posameznikov ločita, dve okolju, ki sta jim bili izpostavljeni, izvajata različne selektivne pritiske na posameznike, zaradi česar so sledili različnim evolucijskim poti.

Evolucijske sile naravne selekcije in odnašanja genov bodo povzročile spremembe frekvenc alelov v novih skupinah in jih razlikovale od starševske populacije.

Glede na obseg ločitve in čas, ko se ta vzdržuje, lahko pride do dogodkov v specifikaciji: nastanek novih vrst in s tem povečanje raznolikosti skupine.

Na enak način izolacija lahko privede tudi do izumrtja skupine posameznikov, bodisi zaradi pomanjkanja genske raznolikosti bodisi zaradi postopkov križanja.

Prednosti in slabosti

Geografsko izolacijo organizmov lahko prevedemo v dva procesa: specifikacijo, kjer nastajajo nove vrste ali izumrtje skupine, ki je doživela izolacijo.

Spodaj bomo podrobno opisali vsak postopek, tako da bomo specifikacijo razumeli kot "prednost", saj povečuje raznolikost in izumrtje kot "pomanjkljivost":

Specifikacija

Proces, s katerim se oblikujejo nove vrste, je zanimiv za evolucijske biologe. K opisu tega pojava je veliko prispeval ornitolog Ernst Mayr. Po Mayrjevem mnenju na specifikacijo vplivata dva dejavnika: osamljenost in genska divergenca vpletenih posameznikov.

Prvič, da bi bili dve populaciji dovolj ločeni, da bi ju lahko obravnavali kot vrste, je treba pretok genov med njimi prekiniti. Z drugimi besedami, ne smejo se razmnoževati.

Drugič, genetska razhajanja se morajo med izolacijskim obdobjem pojaviti tako, da če se posamezniki ponovno srečajo - zaradi zrušenja ovire, ki jih je sprva ločil -, proces razmnoževanja ne bo učinkovit, njihovi potomci pa bodo relativno bolj sposobni. nižji od njihovih staršev.

Učinkovitost postopka geografske izolacije za proizvodnjo specifikacije je odvisna od več dejavnikov, ki so značilni za ločevalno skupino, kot je sposobnost gibanja.

Alopatrična specifikacija

Dogodek geografskih izolacij, ki povzročajo procese specifikacije skozi ločitev nepremostljive ovire, imenujemo alopatrična specifikacija, izraz, ki izhaja iz grških korenin, ki dobesedno pomeni "v drugi državi".

Ko so vrste fizično izolirane, se soočajo z različnimi okoljskimi razmerami in selektivnimi pritiski, ki jih vodijo po različnih evolucijskih poteh.

Kot hipotetični primer vzemimo populacijo kuščarjev, ki jih izolira reka, vremenske razmere na levi strani so lahko hladnejše od tistih na desni strani. Tako bodo mehanizmi naravne selekcije in odvajanja genov delovali neodvisno, kar bo vodilo do postopne diferenciacije kuščarjev.

Na ta način posamezniki v primerjavi z matično vrsto pridobijo različne značilnosti, med drugim tudi ekološke, etološke, fiziološke. V takšnem primeru, da je izolacijska ovira zadostovala za pospeševanje dogodka specifikacije, ne sme biti nobenega pretoka genov, če se obe nastali vrsti ponovno srečata.

Med biologi obstaja soglasje, ki podpira pomen alopatrične specifikacije za nastanek novih vrst, saj učinkovito omejuje pretok genov med organizmi.

Izumrtje

Če do ločitve posameznikov pride zaradi ovir, ki jih ni mogoče prečkati, lahko nekatere skupine izumrejo.

Če se ločimo od matične vrste, je raznolikost skupine lahko majhna in se ne bo prilagodila novim pritiskom, ki jih postavlja novo okolje, s katerim se soočajo.

Podobno je, če ločeno populacijo zastopa majhno število posameznikov, lahko rojenje (križanje med bližnjimi sorodniki) negativno vpliva.

Charles Darwin sam se je že zavedal negativnih vplivov inbreedinga na naravne populacije. Pri križanju bližnjih sorodnikov obstaja večja verjetnost, da se izrazijo nekateri škodljivi aleli.

Na primer, če je v družini gen za določeno patologijo, ki se izrazi šele, ko ima posameznik oba alela (homozigotno recesivno) in dva brata in sestre, obstaja večja verjetnost, da potomci nosijo oba alela za bolezen, za razliko od križanje s posameznikom, ki ne nosi omenjenega škodljivega alela.

Podobno, ko človeške konstrukcije prikrajšajo živali za premikanje na želene lokacije, se lahko njihova populacija zmanjša zaradi pomanjkanja hrane.

Primeri

Osamitev in določanje veveric antilopov v Grand Canyonu v Koloradu

V Grand Canyonu gre za tvorbo izrednih dimenzij, ki jo je reko Kolorado že 2000 let kipilo. Nahaja se v severni Arizoni ZDA.

V tej regiji prebivata dve vrsti veveric, ki sta po raziskavah produkt alopatrične specifikacije. Ena vrsta živi v levem predelu, druga pa v desni, ločena z minimalno razdaljo. Vendar obe vrsti nista sposobni za križanje.

V nasprotju s tem vrste, ki se lahko prosto gibljejo na obeh straneh kanjona, niso pokazale nobenih znakov specifikacije.

Izolacija in določanje rib pri reki Kongo

Pojme, opisane za vodne vrste, je do zdaj težko uporabiti. Vendar je mogoče.

Ciklidi so družina rib, za katero je značilna ogromna raznolikost reke Kongo. Ta posebnost je pritegnila pozornost ihtiologov, ki so skušali razumeti, zakaj reko naseljuje toliko vrst in kateri dejavniki so pripomogli k množičnim dogodkom v specifikaciji.

Po preučevanju konformacije reke so znanstveniki ugotovili, da je hidrologija reke, ki jo povzročajo njene burne vode, delovala kot ovire, ki so preprečile stik - in s tem tudi pretok genov - ribjih vrst, ki so bile zelo v bližini.

Reference

1. Adds, J., Larkcom, E., & Miller, R. (2004). Genetika, evolucija in biotska raznovrstnost. Nelson Thornes.
2. Ameriški naravoslovni muzej. (2017). Razvoj reke Kongo z intenzivnimi brzicami: Gomska študija v spodnjem Kongu razkriva diverzifikacijo mikroskopa. ScienceDaily. Pridobljeno 16. oktobra 2018 z mesta www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170217161005.htm
3. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologija: znanost in narava. Pearsonova vzgoja.
4. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Vabilo na biologijo. Panamerican Medical Ed.
5. Mayr, E. (1997). Evolucija in raznolikost življenja: Izbrani eseji. Harvard University Press.
6. Rice, S. (2007). Enciklopedija evolucije. Dejstva v spisu.
7. Tobin, AJ, in Dusheck, J. (2005). Spraševanje o življenju. Cengage Learning.