definición
la radiación adaptativa se refiere a la adaptación (a través de la mutación genética) de un organismo que le permite propagarse con éxito, o irradiar, a otros entornos. La radiación adaptativa conduce a la especiación y solo se usa para describir organismos vivos. La radiación adaptativa puede ser oportunista o forzada a través de cambios en los hábitats naturales.
ejemplos de radiación adaptativa
ejemplos de radiación adaptativa están a nuestro alrededor, en cada organismo vivo., Ningún organismo hoy en día es exactamente igual a su ancestro original. Algunas especies han cambiado significativamente, como la diversificación de una sola especie en el elefante y el hyrax. Solo hay que mirar la imagen de abajo para entender cómo la selección de un hábitat diferente o incluso un hábitat similar, pero una elección diferente de la dieta puede causar enormes cambios anatómicos y fisiológicos durante el proceso de radiación adaptativa.,
Marsupiales
Uno de los ejemplos más comunes de la teoría de la radiación adaptativa es la dispersión y diversificación de los marsupiales (metatherians) en diferentes órdenes y especies. Los marsupiales se han desarrollado de un solo ancestro a múltiples y diversas formas. Esto ha ocurrido en un continente completamente aislado de la influencia de muchas otras especies.,
en la imagen de arriba, se muestran siete órdenes de marsupiales con líneas grises y negras que indican hábitats sudamericanos y australianos respectivamente. Sin embargo, cada orden se ha diversificado desde su Superorden (Euaustralidelphia) a través de la adaptación. Cada orden puede sobrevivir mejor gracias a una adaptación específica a un hábitat diferente.
esta evolución independiente en respuesta a aspectos particulares del medio ambiente también es imitada en todo el mundo por los mamíferos placentarios., Muchos marsupiales se han desarrollado de manera extremadamente similar a los mamíferos placentarios que viven en ambientes similares, a pesar de que han sido separados de estas otras poblaciones desde la desintegración del supercontinente conocido como Gondwana. Este proceso aún no ha terminado. Hoy en día, Australia se arrastra hacia el norte a una velocidad de aproximadamente 3 centímetros por año.,
esta separación de especies, aunque con similitudes tanto en adaptaciones como en ambientes, nos dice que la biodiversidad suele ser el resultado de la radiación adaptativa.
pinzones de Darwin
el ejemplo más comúnmente citado de radiación adaptativa son los pinzones de Darwin, descubiertos durante el viaje de Darwin al archipiélago de Galápagos., La especiación es el desarrollo de una de las múltiples especies nuevas en el proceso evolutivo, donde la especie original produce formas mutadas que sobreviven con éxito en otros entornos debido a estas mutaciones. En el caso de los pinzones de Darwin, las adaptaciones ocurrieron relativamente rápido. Volado a varias islas con diferentes flora y fauna, la morfología del pico podría asegurar la supervivencia o la muerte de un ave. Por ejemplo, los pinzones Reinita y los pinzones terrestres han evolucionado a partir de un ancestro común. Los pinzones tienen picos largos y delgados perfectos para comer insectos., Los pinzones molidos tienen picos gruesos y romos ideales para romper las cáscaras de nueces y semillas.
Las quince especies de pinzones que se encuentran en el archipiélago de Galápagos forman un grupo monofilético, o un grupo de organismos todos descendientes de una especie ancestral. El ancestro común no se conoce debido a la falta de ADN, pero los fósiles de dos especies de pinzones terrestres, Geospiza nebulosi y Geospiza magnirostris tienen el pico grueso y Romo de sus descendientes. Esto indicaría que los pinzones Reinita son el resultado de la especiación a través del proceso de radiación adaptativa., Al aterrizar en una isla con pocas nueces y semillas pero muchos insectos, aquellos especímenes con picos más largos y delgados (mutaciones) tenían más probabilidades de sobrevivir y reproducirse. La selección natural aumentó las tasas de supervivencia de las aves de pico largo en esta isla donde se cruzaron, lo que finalmente llevó a un fenotipo común a esta nueva especie.
el Color de la Piel
el color de la piel Humana es otro ejemplo de radiación adaptativa., El color de la piel está regulado por la presencia de melanina, un pigmento natural que en mayores cantidades puede absorber la luz ultravioleta y proteger la dermis. Las personas con tez clara producen principalmente feomelanina que tiene un tono amarillo rojizo, mientras que aquellas con piel de color oscuro producen principalmente eumelanina que es de color marrón oscuro.
bajo los rayos del sol, se estimula la síntesis de vitamina D, mientras que el folato se degrada. El folato es necesario para el desarrollo fetal temprano y está parcialmente regulado por la exposición a los rayos UV., Demasiado poco o demasiado sol puede desregular los niveles de folato. Si bien las teorías actuales de la raza humana que se originan en un lugar africano están bajo discusión, el uso de este modelo para explicar la radiación adaptativa es útil. De hecho, este modelo se puede utilizar para explicar dos tipos diferentes de radiación adaptativa.
la primera se refiere a los antepasados muy tempranos del hombre (los homínidos) que estaban cubiertos en gran parte con pelo para mantenerlos calientes en áreas en gran parte boscosas. La piel de los homínidos, protegida por el pelo, casi definitivamente no era tan oscura como sus primeros descendientes., No tenemos la evidencia fósil para probar esto, pero los mamíferos generalmente tienen una piel mucho más clara cuando están cubiertos de gruesas capas de pelo o pelaje, a diferencia de los mamíferos con capas delgadas. Al migrar a sabanas más abiertas donde los homínidos podían cazar con más éxito pero directamente bajo los rayos del sol ecuatorial, este pelo se volvió superfluo. Para protegerse de los rayos UV del sol desarrollaron una piel más oscura., Esta piel más oscura redujo la degradación del ácido fólico, lo que significa mayores tasas de embarazo y nacimiento, mientras que la disponibilidad constante del sol ecuatorial significaba que la producción de vitamina D era suficiente para garantizar una buena salud.
Cuando estas poblaciones finalmente se alejaron del calor del ecuador y se trasladaron a regiones más frías, los altos niveles de melanina se convirtieron en un obstáculo para la salud y la capacidad reproductiva de esta población migrante., La piel no necesitaba tanta melanina para protegerla del escaso Sol; aquellos con piel más oscura bloquearían la poca luz UV que había y sintetizarían menos vitamina D, lo que llevaría a niveles más bajos de salud y estado físico (raquitismo) y niveles desregulados de folato (abortos espontáneos).
los que migraron a las regiones del extremo norte del Círculo Polar Ártico se volvieron ligeramente más claros en color, pero más oscuros de lo que normalmente se esperaría según esta teoría., Esto se ha explicado por sus dietas de mariscos que proporcionan una amplia vitamina D durante las estaciones más frías, mientras que un color de piel más oscuro protegió a estas poblaciones de la radiación UV del sol reflejada aún más por el paisaje cubierto de nieve durante los meses de primavera y verano. La investigación actual nos dice que la población femenina Inuit es más propensa a experimentar deficiencias de ácido fólico que las mujeres de piel más clara en regiones más frías y templadas a menos que coman alimentos fortificados con folato. Esta es quizás la razón por la que el color de su piel no es más oscuro.,
filogenética – descubrir ejemplos de radiación adaptativa
la investigación filogenética en rasgos genéticos visibles y, más adelante, secuencias de ADN no es nada nuevo. Aristóteles ideó su Scala Naturae o escalera de la vida en el siglo III antes de Cristo, dividiendo a los animales en dos grupos principales muy básicos (y muy equivocados): los que tienen sangre roja y los que no. Esta idea se expandió a lo largo de los siglos debido a las muchas características distintivas de las especies no relacionadas que viven en ambientes similares.,
La filogenética es el estudio de los pasos evolutivos que una especie ha tomado durante el proceso de especiación. Estos pasos conducen a la creación de un árbol filogenético, una versión extremadamente simplificada del cual se muestra a continuación. Estos árboles pueden estar enraizados o no, lo que significa que provienen de un único ancestro original conocido o de un ancestro o grupo de ancestros desconocidos, respectivamente. Los árboles filogenéticos representan la historia evolutiva de una o más especies en relación con sus antepasados.,
oportunidad ecológica – aprovechar al máximo cada hábitat disponible
lo que aún no se ha mencionado es que el término ‘adaptativa’ en el contexto de la radiación adaptativa debe indicar un movimiento hacia una especie más saludable y reproductiva con más éxito., Aunque a menudo se entiende que cualquier evolución requiere miles si no decenas de miles de años para conducir a un fenotipo que es común a un grupo de organismos, pero no a los antepasados originales, y debido a los cambios en el medio ambiente, esto puede ser en realidad un cambio bastante rápido.
para moverse a través del proceso de radiación adaptativa, una población casi siempre debe estar expuesta a oportunidades ecológicas. Esta oportunidad ecológica debe estar presente para que pueda ocurrir la especiación., La oportunidad ecológica más importante en lo que respecta a los mamíferos fue la extinción masiva de los dinosaurios, donde tanto las especies de sangre caliente como las de sangre fría podrían trasladarse a ecosistemas frescos que antes eran demasiado inseguros o estaban densamente poblados.
El Paso de esta oportunidad ecológica a la radiación adaptativa de una población requiere un conjunto completo de rasgos que permitan a una especie aprovechar el nuevo entorno, como los mamíferos herbívoros que migran a un nuevo ecosistema lleno de plantas. Este conjunto de rasgos se conoce como una innovación clave., El siguiente paso es la liberación ecológica: la proliferación de una población en un nuevo entorno sin factores limitantes como la competencia o la superpoblación.
radiación adaptativa en entornos urbanos – un desarrollo reciente pero rápido
los entornos urbanos, donde los ecosistemas son muy diferentes de los entornos rurales, ya están produciendo mutaciones genéticas comunes en varias plantas y animales. Las mutaciones del gen transportador de serotonina (SERT) en Aves Urbanas reducen los niveles de ansiedad., Esto en sí mismo no es observable en la anatomía del ave, sin embargo, esta mutación está asociada con rasgos relacionados con la salud y la supervivencia, como la preparación fisiológica para el éxito de la puesta de huevos y la eclosión, con un aumento posterior en la reproducción, y por lo tanto cumple con las leyes de la radiación adaptativa.
Las barreras abióticas, como el alto contenido de metales pesados en el suelo o el agua, pueden causar mutaciones en algunas especies de plantas que aumentan la síntesis de flavonoides, ya que un mayor contenido de flavonoides aumenta la tolerancia a los metales pesados., La dispersión de semillas en plantas urbanas también puede ser diferente de la de las mismas plantas en otros ecosistemas menos poblados, contaminados o protegidos. Anteriormente se creía que las variables bióticas eran más responsables de la radiación adaptativa que las abióticas, pero ambas pueden trabajar juntas. De hecho, la investigación nos dice que la teoría de la radiación adaptativa se ha simplificado demasiado en relación con nuestros niveles actuales de conocimiento científico.