ZEMĚPISNÁ IZOLACE: VÝHODY, NEVÝHODY A PŘÍKLADY - BIOLOGIE - 2025

Geografické izolaci je termín používaný v evoluční biologii a ekologii se odkazovat na prostorové oddělení skupiny organismů. Může k němu dojít při přírodních událostech, jako jsou změny v geologii regionu nebo umělé struktury.

Ve většině případů jsou druhy izolovány přítomností různých typů přirozených bariér, mezi jinými oceány, jezera, hory, které mohou drasticky snížit kontakt mezi jednotlivci v populaci.

Zdroj: NASA, prostřednictvím Wikimedia Commons

Jakmile se obě skupiny jednotlivců oddělí, dvě prostředí, jimž byli vystaveni, vyvíjejí na jednotlivce různé selektivní tlaky, což je nutí sledovat různé evoluční cesty.

Evoluční síly přirozeného výběru a driftu genů způsobí změny v frekvenci alel nových skupin a odlišují je od rodičovské populace.

V závislosti na velikosti separace a době, kdy je udržována, mohou nastat spekulativní události: tvorba nových druhů, čímž se zvyšuje rozmanitost skupiny.

Stejně tak izolace může také vést k zániku skupiny jednotlivců, ať už kvůli nedostatku genetické rozmanitosti nebo kvůli inbreedingovým procesům.

Výhody a nevýhody

Geografická izolace organismů může být převedena do dvou procesů: speciace, kde se objevují nové druhy, nebo zánik skupiny, která izolovala.

Níže podrobně popíšeme jednotlivé procesy, chápeme speciaci jako „výhodu“, protože zvyšuje „rozmanitost a vymírání jako„ nevýhodu “:

Spekulace

Proces, kterým se vytvářejí nové druhy, je předmětem zájmu evolučních biologů. K popisu tohoto jevu významně přispěl ornitolog Ernst Mayr. Podle Mayra je speciace ovlivněna dvěma faktory: izolací a genetickou divergencí zúčastněných jedinců.

Zaprvé, aby dvě populace byly dostatečně diferencovány, aby byly považovány za druh, musí být tok genů mezi nimi přerušen. Jinými slovy, nesmí se množit.

Za druhé, genetická divergence se musí objevit během izolačního období takovým způsobem, že pokud se jednotlivci znovu setkají - kvůli zhroucení bariéry, která je původně oddělila - nebude reprodukční proces efektivní a jejich potomci budou mít relativně vhodnější kondici. nižší než jejich rodiče.

Účinnost procesu geografické izolace k vytvoření speciace závisí na několika faktorech, které jsou vlastní skupině, která se oddělí, jako je schopnost pohybu.

Alopatická speciace

Událost geografických izolací, která vede ke spekulačním procesům prostřednictvím oddělení nepřekonatelné bariéry, se nazývá allopatrická speciace, což je termín odvozený od řeckých kořenů, který doslova znamená „v jiné zemi“.

Jakmile jsou druhy fyzicky izolovány, čelí různým podmínkám prostředí a selektivním tlakům, které je vedou různými evolučními cestami.

Vezměme si jako hypotetický příklad populaci ještěrek, která je izolovaná řekou, přičemž klimatické podmínky na levé straně mohou být chladnější než podmínky na pravé straně. Mechanismy přirozeného výběru a drift genů tedy budou fungovat nezávisle, což povede k progresivní diferenciaci ještěrek.

Tímto způsobem jednotlivci získávají různé charakteristiky, ekologické, etologické, fyziologické, mimo jiné ve srovnání s původními druhy. V takovém případě, že izolační bariéra byla dostatečná pro podporu speciace, nesmí dojít k žádnému toku genů, pokud se oba výsledné druhy znovu setkají.

Mezi biology existuje konsenzus, který podporuje důležitost alopatrické speciace při tvorbě nových druhů, protože účinně omezuje tok genů mezi organismy.

Zánik

Když dojde k oddělení jednotlivců díky bariérám, které nelze překročit, mohou některé skupiny zaniknout.

Když je oddělena od rodičovského druhu, rozmanitost skupiny může být nízká a nebude se přizpůsobovat novým tlakům vyvolaným novým prostředím, kterému čelí.

Podobně, pokud je oddělená populace představována malým počtem jedinců, může mít inbreeding (křížení mezi blízkými příbuznými) negativní důsledky.

Sám Charles Darwin si byl již vědom negativních dopadů inbreedingu na přirozené populace. Při křížení blízkých příbuzných existuje větší pravděpodobnost, že se projeví určité škodlivé alely.

Například, pokud v rodině existuje gen pro určitou patologii, která je vyjádřena pouze tehdy, když jedinec má obě alely (homozygotní recesivní) a dva sourozenci se kříží, existuje větší pravděpodobnost, že potomstvo nese obě alely pro nemoc, na rozdíl od křížení s jednotlivcem, který nese uvedenou škodlivou alelu.

Podobně, když lidské stavby připraví zvířata o přesun na požadovaná místa, jejich populace se může snížit kvůli nedostatku potravy.

Příklady

Izolace a speciace v antilopách veverky v Grand Canyonu v Coloradu

Ve Velkém kaňonu je to formace neobyčejných rozměrů, která byla vytesána po dobu 2000 let řekou Colorado. Nachází se v severní Arizoně Spojených států.

V této oblasti žijí dva druhy veverky, které jsou podle výzkumu výsledkem alopatrické speciace. Jeden z druhů žije v levé oblasti a druhý vpravo, oddělený minimální vzdáleností. Tyto dva druhy však nejsou schopny se křížit.

Naproti tomu druhy, které mají schopnost volně se pohybovat na obou stranách kaňonu, nevykazovaly žádné známky speciace.

Izolace a speciace v rybách od řeky Kongo

Pojmy popsané pro vodní druhy mohou být dosud obtížně použitelné. Je to však možné.

Cichlidy jsou rodinou ryb charakterizovaných obrovskou rozmanitostí v řece Kongo. Tato zvláštnost upoutala pozornost ichtyologů, kteří se snažili pochopit, proč byla řeka osídlena tolika druhy a jaké faktory podporovaly masivní spekulativní události.

Po prostudování konformace řeky dospěli vědci k závěru, že hydrologie řeky, způsobená svými turbulentními vodami, funguje jako bariéry, které brání kontaktu - a tedy genovému toku - druhů ryb, které byly velmi u.

Reference

1. Adds, J., Larkcom, E., & Miller, R. (2004). Genetika, evoluce a biologická rozmanitost. Nelson Thornes.
2. Americké muzeum přírodní historie. (2017). Evoluce ryb v Kongu ve tvaru intenzivních peřejí: Genomická studie v nižším Kongu odhaluje diverzifikaci mikroskopických měřítek. ScienceDaily. Citováno 16. října 2018 z www.sciusalaily.com/releases/2017/02/170217161005.htm
3. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologie: věda a příroda. Pearsonovo vzdělávání.
4. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Pozvánka k biologii. Panamerican Medical Ed.
5. Mayr, E. (1997). Evoluce a rozmanitost života: Vybrané eseje. Harvard University Press.
6. Rice, S. (2007). Encyklopedie evoluce. Fakta ve spisu.
7. Tobin, AJ a Dusheck, J. (2005). Ptám se na život. Cengage Learning.