Adaptiv strålning

adaptiva Strålningsexempel

exempel på adaptiv strålning finns runt omkring oss, i varje levande organism., Ingen organism idag är exakt densamma som sin ursprungliga förfader. Vissa arter har förändrats avsevärt, såsom diversifiering från en enda art till elefanten och hyraxen. Man behöver bara titta på bilden nedan för att förstå hur valet av en annan livsmiljö eller till och med en liknande livsmiljö men ett annat val av kost kan orsaka stora anatomiska och fysiologiska förändringar under processen med adaptiv strålning.,

pungdjur

ett av de vanligaste exemplen på teorin av adaptiv strålning är spridning och diversifiering av pungdjur (metathers) i olika order och arter. Pungdjur har utvecklats från en enda förfader till flera, olika former. Detta har hänt på en kontinent helt avskuren från påverkan av många andra arter.,

i bilden ovan visas sju order av pungdjur med grå och svarta linjer som indikerar sydamerikanska respektive australiska livsmiljöer. Men varje order har diversifierats från sin superorder (Euaustralidelphia) genom anpassning. Varje order kan bättre överleva tack vare en specifik anpassning till en annan livsmiljö.

denna oberoende utveckling som svar på särskilda aspekter av miljön efterliknas också över hela världen av placenta däggdjur., Många pungdjur har utvecklats på extremt liknande sätt som placenta däggdjur som lever i liknande miljöer, även om de har skurits av från dessa andra populationer sedan uppbrottet av superkontinenten kallas Gondwana. Denna process har ännu inte avslutats. Idag kryper Australien i norr med en hastighet av ca 3 centimeter per år.,

denna separation av arter, men med likheter i både anpassningar och miljöer, berättar att biologisk mångfald är oftast resultatet av adaptiv strålning.

Darwins finkar

det vanligaste citerade exemplet på adaptiv strålning är Darwins finkar, upptäckta under Darwins resa till Galápagos skärgård., Speciering är utvecklingen av en av flera nya arter i den evolutionära processen, där den ursprungliga arten producerar muterade former som framgångsrikt överlever i andra miljöer på grund av dessa mutationer. När det gäller Darwins finkar inträffade anpassningar relativt snabbt. Blåst över till olika öar med olika flora och fauna, näbb morfologi kan säkerställa antingen överlevnad eller död av en fågel. Till exempel har warbler finches och ground finches utvecklats från en gemensam förfader. Warbler finches har långa, tunna näbbar perfekt för att äta insekter., Ground finches har tjocka, trubbiga näbbar idealisk för att bryta över skal av nötter och frön.

de femton arter av finkar som finns i Galápagos skärgård utgör en monofyletisk grupp, eller en grupp av organismer som alla härstammar från en förfäders Art. Den gemensamma förfadern är inte känd på grund av brist på DNA, men fossil från två arter av marken finkar, Geospiza nebulosi och Geospiza magnirostris har tjock trubbig näbb för deras ättlingar. Detta skulle indikera att warbler finches är resultatet av speciering genom processen med adaptiv strålning., Vid landning på en ö med få nötter och frön men många insekter, dessa exemplar med längre, tunnare näbbar (mutationer) var mer benägna att överleva och reproducera. Naturligt urval ökade överlevnadsgraden för långbakade fåglar på denna ö där de interbred, vilket så småningom ledde till en fenotyp som är gemensam för denna nya art.

hudfärg

mänsklig hudfärg är ett annat exempel på adaptiv strålning., Färgen på huden regleras av närvaron av melanin, ett naturligt pigment som i högre mängder kan absorbera ultraviolett ljus och skydda dermis. Människor med lätta komplex producerar främst pheomelanin som har en rödgul nyans, medan de med mörkfärgad hud producerar främst eumelanin som är mörkbrun i färg.

under solens strålar stimuleras d-vitaminsyntesen, medan folat försämras. Folat är nödvändigt för tidig fosterutveckling och regleras delvis av UV-exponering., För lite eller för mycket sol kan dysregulera folatnivåer. Medan de nuvarande teorierna om mänskligheten som härrör från en afrikansk plats diskuteras, är det till hjälp att använda denna modell för att förklara adaptiv strålning. Faktum är att denna modell kan användas för att förklara två olika typer av adaptiv strålning.

den första gäller mycket tidiga förfäder av människan (hominiderna) som i stor utsträckning var täckta med hår för att hålla dem varma i stora skogsområden. Hominid hud, skyddad av hår, var nästan definitivt inte så mörk som hans tidiga efterkommande., Vi har inte de fossila bevisen för att bevisa detta, men däggdjur har vanligtvis mycket lättare hud när de är täckta i tjocka lager av hår eller päls, i motsats till däggdjur med tunna rockar. Vid migrering till mer öppna savanner där hominiderna kunde jaga mer framgångsrikt men direkt under ekvatorialsolens strålar blev detta hår överflödigt. För att skyddas mot solens UV-strålar utvecklade de mörkare hud., Denna mörkare hud minskade nedbrytningen av folsyra, vilket betyder högre graviditet och födelsetal, medan den konstanta tillgängligheten av ekvatorialsolen innebar att d-vitaminproduktionen var tillräcklig för att säkerställa god hälsa.

När dessa populationer så småningom flyttade bort från ekvatorns värme och till kallare regioner blev höga nivåer av melanin mer av ett hinder för denna migrerande befolknings hälsa och reproduktiva kapacitet., Huden behövde inte så mycket melanin för att skydda den från den magra solen; de med mörkare hud skulle blockera vad lite UV-ljus det var och syntetisera mindre vitamin D, vilket leder till lägre nivåer av hälsa och fitness (rickets) och dysregulerade folatnivåer (missfall).

de som migrerade till de norra delarna av polcirkeln blev lite ljusare i färg, men mörkare än vad som vanligtvis förväntas enligt denna teori., Detta har förklarats av deras skaldjursdieter som ger gott om kost vitamin D under de kallare årstiderna, medan en mörkare hudfärg skyddade dessa populationer från solens UV-strålning ytterligare reflekterad av det snötäckta landskapet under vår-och sommarmånaderna. Forskning idag berättar för oss att den kvinnliga Inuitpopulationen är mer benägna att uppleva folsyrabrist än lättare skinnade kvinnor i kallare, tempererade regioner om de inte äter folatförstärkta livsmedel. Detta är kanske anledningen till att färgen på deras hud inte är mörkare.,

fylogenetik – Upptäck exempel på adaptiv strålning

fylogenetisk forskning om synliga genetiska egenskaper och senare DNA-sekvenser är långt ifrån nya. Aristoteles utarbetade sin Scala Naturae eller stege av livet i det tredje århundradet före Kristus, dela upp djur i två mycket grundläggande (och mycket fel) huvudgrupper – de med rött blod och de utan. Denna idé utvidgades under århundradena på grund av de många särdragen hos icke-relaterade arter som lever i liknande miljöer.,

fylogenetik är studien av de evolutionära steg som en art har tagit under specieringsprocessen. Dessa steg leder till skapandet av ett fylogenetiskt träd, en extremt förenklad version av vilken visas nedan. Dessa träd kan rotas eller unrooted, vilket innebär att komma från en enda känd ursprungliga förfader eller från en okänd förfader eller grupp av förfäder respektive. Fylogenetiska träd visar den evolutionära historien om en eller flera arter i förhållande till sina förfäder.,

ekologisk möjlighet – att göra det mesta av alla tillgängliga livsmiljöer

det som ännu inte har nämnts är att termen ”adaptiv” i samband med adaptiv strålning måste indikera ett steg mot en hälsosammare och hälsosam miljö.mer framgångsrikt reproduktiva arter., Även om det ofta förstås att någon utveckling kräver tusentals om inte tiotusentals år för att leda till en fenotyp som är gemensam för en grupp organismer men inte för de ursprungliga förfäderna, och på grund av förändringar i miljön, detta kan faktiskt vara en ganska snabb förändring.

för att kunna gå igenom processen med adaptiv strålning måste en befolkning nästan alltid utsättas för ekologiska möjligheter. Denna ekologiska möjlighet måste finnas för att speciering kan ske., Den viktigaste ekologiska möjligheten när det gäller däggdjur var massutrotningen av dinosaurien, där både varmblodiga och kallblodiga arter kan flytta in i färska ekosystem tidigare för osäkra eller tungt befolkade.

övergången från denna ekologiska möjlighet till en befolknings adaptiva strålning kräver en komplett uppsättning egenskaper som gör det möjligt för en art att dra nytta av den nya miljön, såsom växtätande däggdjur som migrerar till ett nytt, växtfyllt ekosystem. Denna uppsättning egenskaper kallas en viktig innovation., Nästa steg är ekologisk frisättning-spridningen av en befolkning i en ny miljö utan att begränsa faktorer som konkurrens eller överbefolkning.

Adaptiv strålning i stadsmiljöer – en ny men snabb utveckling

stadsmiljöer, där ekosystem skiljer sig mycket från landsbygdsmiljöer, ger redan fram gemensamma genetiska mutationer i olika växter och djur. Serotonintransportör gen (SERT) mutationer i urbana fåglar minska nivåerna av ångest., Detta i sig är inte observerbart i fågelns anatomi, men denna mutation är förknippad med hälso-och överlevnadsrelaterade egenskaper som fysiologisk förberedelse för äggläggning och kläckningsframgång, med en efterföljande ökning av reproduktionen och överensstämmer därför med lagarna för adaptiv strålning.

abiotiska barriärer, såsom hög tungmetallhalt i jord eller vatten, kan orsaka mutationer hos vissa arter av växter som ökar flavonoidsyntesen, eftersom högre flavonoidhalt ökar toleransen för tungmetall., Fröspridning i urbana växter kan också skilja sig från samma växter i andra, mindre befolkade, förorenade eller skyddade ekosystem. Biotiska variabler har tidigare tros vara mer ansvariga för adaptiv strålning än abiotiska, men båda kan arbeta tillsammans. Faktum är att forskningen berättar att teorin om adaptiv strålning har blivit över förenklad i förhållande till våra nuvarande nivåer av vetenskaplig kunskap.