Adaptive Radiation

Esempi di radiazioni adattive

Esempi di radiazioni adattive sono tutti intorno a noi, in ogni organismo vivente., Nessun organismo oggi è esattamente lo stesso del suo antenato originale. Alcune specie sono cambiate in modo significativo, come la diversificazione da una singola specie nell’elefante e nell’irace. Basta guardare l’immagine qui sotto per capire come la selezione di un habitat diverso o anche un habitat simile, ma una diversa scelta di dieta può causare enormi cambiamenti anatomici e fisiologici durante il processo di radiazione adattativa.,

Marsupiali

Uno degli esempi più comuni della teoria della radiazione adattativa è la dispersione e la diversificazione dei marsupiali (metateri) in diversi ordini e specie. I marsupiali si sono sviluppati da un singolo antenato in molteplici forme diverse. Questo è accaduto in un continente completamente tagliato fuori dall’influenza di molte altre specie.,

Nell’immagine sopra, sette ordini di marsupiali sono mostrati con linee grigie e nere che indicano rispettivamente habitat sudamericani e australiani. Eppure ogni ordine si è diversificato dal suo superordine (Euaustralidelphia) attraverso l’adattamento. Ogni ordine può sopravvivere meglio grazie ad un adattamento specifico ad un habitat diverso.

Questa evoluzione indipendente in risposta a particolari aspetti dell’ambiente è anche imitata in tutto il mondo dai mammiferi placentari., Molti marsupiali si sono sviluppati in modi estremamente simili ai mammiferi placentari che vivono in ambienti simili, anche se sono stati tagliati fuori da queste altre popolazioni dopo la rottura del supercontinente noto come Gondwana. Questo processo non è ancora finito. Oggi, l’Australia striscia a nord ad una velocità di circa 3 centimetri all’anno.,

Questa separazione di specie, ma con analogie in entrambi gli adattamenti e gli ambienti, ci dice che la biodiversità è di solito il risultato di radiazione adattativa.

I fringuelli di Darwin

L’esempio più comunemente citato di radiazione adattativa sono i fringuelli di Darwin, scoperti durante il viaggio di Darwin verso l’arcipelago delle Galápagos., Speciazione è lo sviluppo di una delle più nuove specie nel processo evolutivo, dove la specie originale produce forme mutate che sopravvivono con successo in altri ambienti a causa di queste mutazioni. Nel caso dei fringuelli di Darwin, gli adattamenti si sono verificati relativamente rapidamente. Soffiato su varie isole con flora e fauna diverse, la morfologia del becco potrebbe garantire la sopravvivenza o la morte di un uccello. Ad esempio, fringuelli e fringuelli di terra si sono evoluti da un antenato comune. I fringuelli hanno becchi lunghi e sottili perfetti per mangiare insetti., I fringuelli macinati hanno becchi spessi e smussati ideali per rompere le bucce di noci e semi.

Le quindici specie di fringuelli presenti nell’arcipelago delle Galápagos costituiscono un gruppo monofiletico, o un gruppo di organismi tutti discendenti da una specie ancestrale. L’antenato comune non è noto a causa della mancanza di DNA, ma i fossili di due specie di fringuelli terrestri, Geospiza nebulosi e Geospiza magnirostris hanno il becco spesso e smussato dei loro discendenti. Ciò indicherebbe che i fringuelli sono il risultato della speciazione attraverso il processo di radiazione adattativa., Atterrando su un’isola con poche noci e semi ma molti insetti, quegli esemplari con becchi più lunghi e sottili (mutazioni) avevano maggiori probabilità di sopravvivere e riprodursi. La selezione naturale ha aumentato i tassi di sopravvivenza degli uccelli dal becco lungo su quest’isola dove si sono incrociati, portando infine a un fenotipo comune a questa nuova specie.

Colore della pelle

Il colore della pelle umana è un altro esempio di radiazioni adattive., Il colore della pelle è regolato dalla presenza di melanina, un pigmento naturale che in quantità maggiori può assorbire la luce ultravioletta e proteggere il derma. Le persone con carnagioni chiare producono principalmente feomelanina che ha una tonalità giallo-rossastro, mentre quelli con pelle di colore scuro producono principalmente eumelanina che è di colore marrone scuro.

Sotto i raggi del sole, viene stimolata la sintesi della vitamina D, mentre il folato si degrada. Il folato è necessario per lo sviluppo fetale precoce ed è parzialmente regolato dall’esposizione ai raggi UV., Troppo poco o troppo sole può disregolare i livelli di folato. Mentre le attuali teorie della razza umana provenienti da una località africana sono in discussione, l’uso di questo modello per spiegare la radiazione adattiva è utile. In realtà, questo modello può essere utilizzato per spiegare due diversi tipi di radiazioni adattive.

La prima riguarda i primissimi antenati dell’uomo (gli ominidi) che erano in gran parte coperti di peli per tenerli al caldo in aree in gran parte boschive. La pelle dell’ominide, protetta dai capelli, non era quasi sicuramente scura come i suoi primi discendenti., Non abbiamo le prove fossili per dimostrarlo, ma i mammiferi di solito hanno la pelle molto più chiara quando sono coperti da spessi strati di capelli o pelliccia, al contrario dei mammiferi con cappotti sottili. Migrando verso savane più aperte dove gli ominidi potevano cacciare con più successo ma direttamente sotto i raggi del sole equatoriale, questo pelo divenne superfluo. Per essere protetti dai raggi UV del sole hanno sviluppato la pelle più scura., Questa pelle più scura ha ridotto la degradazione dell’acido folico, il che significa tassi di gravidanza e natalità più elevati, mentre la costante disponibilità del sole equatoriale ha fatto sì che la produzione di vitamina D fosse sufficiente per garantire una buona salute.

Quando queste popolazioni alla fine si sono allontanate dal calore dell’equatore e nelle regioni più fredde, alti livelli di melanina sono diventati più di un ostacolo alla salute e alla capacità riproduttiva di questa popolazione migrante., La pelle non aveva bisogno di tanta melanina per proteggerla dal sole magro; quelli con la pelle più scura bloccavano la poca luce UV e sintetizzavano meno vitamina D, portando a livelli più bassi di salute e fitness (rachitismo) e livelli di folato disregolati (aborti spontanei).

Coloro che migrarono verso le regioni settentrionali del Circolo Polare artico divennero leggermente più chiari di colore, ma più scuri di quanto ci si aspetterebbe di solito secondo questa teoria., Ciò è stato spiegato dalle loro diete a base di pesce che forniscono un’ampia vitamina D durante le stagioni più fredde, mentre un colore della pelle più scuro proteggeva queste popolazioni dalle radiazioni UV del sole ulteriormente riflesse dal paesaggio innevato durante i mesi primaverili ed estivi. La ricerca oggi ci dice che la popolazione femminile Inuit ha maggiori probabilità di sperimentare carenze di acido folico rispetto alle femmine dalla pelle più chiara nelle regioni più fredde e temperate a meno che non mangino cibi fortificati di folato. Questo è forse il motivo per cui il colore della loro pelle non è più scuro.,

Filogenetica – Scoprire esempi di radiazioni adattive

La ricerca filogenetica sui tratti genetici visibili e, in seguito, sulle sequenze di DNA è tutt’altro che nuova. Aristotele ideò la sua Scala Naturae o Scala della vita nel terzo secolo prima di Cristo, dividendo gli animali in due gruppi principali molto basilari (e molto sbagliati): quelli con il sangue rosso e quelli senza. Questa idea si è espansa nel corso dei secoli a causa delle molte caratteristiche distintive di specie non imparentate che vivono in ambienti simili.,

La filogenetica è lo studio dei passi evolutivi che una specie ha compiuto durante il processo di speciazione. Questi passaggi portano alla creazione di un albero filogenetico, una versione estremamente semplificata di cui è raffigurato di seguito. Questi alberi possono essere radicati o non radicati, il che significa provenire da un singolo antenato originale conosciuto o da un antenato sconosciuto o gruppo di antenati rispettivamente. Gli alberi filogenetici descrivono la storia evolutiva di una o più specie in relazione ai suoi antenati.,

Ecologica Opportunità – Rendere la Maggior parte di Ogni Habitat

Ciò che non è ancora stato detto, è che il termine “adattivo” nel contesto di radiazione adattativa deve indicare uno spostamento verso un più sano e più successo riproduttivo della specie., Mentre spesso si capisce che qualsiasi evoluzione richiede migliaia se non decine di migliaia di anni per portare a un fenotipo che è comune a un gruppo di organismi, ma non agli antenati originali, e a causa di cambiamenti nell’ambiente, questo può effettivamente essere un cambiamento abbastanza rapido.

Per passare attraverso il processo di radiazione adattativa, una popolazione deve quasi sempre essere esposta a opportunità ecologiche. Questa opportunità ecologica deve essere presente affinché la speciazione possa verificarsi., L’opportunità ecologica più importante per quanto riguarda i mammiferi è stata l’estinzione di massa del dinosauro, in cui sia le specie a sangue caldo che a sangue freddo potrebbero spostarsi in ecosistemi freschi precedentemente troppo pericolosi o densamente popolati.

Il passaggio da questa opportunità ecologica alla radiazione adattativa di una popolazione richiede un set completo di tratti che consentono a una specie di sfruttare il nuovo ambiente, come i mammiferi erbivori che migrano in un nuovo ecosistema pieno di piante. Questo insieme di tratti è indicato come un’innovazione chiave., Il passo successivo è il rilascio ecologico – la proliferazione di una popolazione in un nuovo ambiente senza fattori limitanti come la concorrenza o la sovrappopolazione.

Radiazioni adattive in ambienti urbani – Un recente ma rapido sviluppo

Gli ambienti urbani, in cui gli ecosistemi sono molto diversi dagli ambienti rurali, stanno già producendo mutazioni genetiche comuni in varie piante e animali. Le mutazioni del gene del trasportatore della serotonina (SERT) negli uccelli urbani riducono i livelli di ansia., Questo di per sé non è osservabile nell’anatomia dell’uccello, tuttavia questa mutazione è associata a tratti legati alla salute e alla sopravvivenza come la preparazione fisiologica per la deposizione delle uova e il successo della schiusa, con un successivo aumento della riproduzione, ed è quindi conforme alle leggi della radiazione adattativa.

Le barriere abiotiche, come l’alto contenuto di metalli pesanti nel suolo o nell’acqua, possono causare mutazioni in alcune specie di piante che aumentano la sintesi dei flavonoidi, poiché un più alto contenuto di flavonoidi aumenta la tolleranza ai metalli pesanti., La dispersione dei semi nelle piante urbane può anche essere diversa da quella delle stesse piante in altri ecosistemi meno popolati, inquinati o protetti. Le variabili biotiche sono state precedentemente ritenute più responsabili delle radiazioni adattive rispetto a quelle abiotiche, ma entrambe possono lavorare insieme. In effetti, la ricerca ci dice che la teoria delle radiazioni adattive è diventata eccessivamente semplificata in relazione ai nostri attuali livelli di conoscenza scientifica.