IZOLAREA GEOGRAFICĂ: AVANTAJE, DEZAVANTAJE ȘI EXEMPLE - BIOLOGIE - 2025

Izolarea geografică este un termen folosit în biologia evoluționistă și ecologiei pentru a se referi la separarea spațială a unui grup de organisme. Se poate produce printr-un eveniment natural, cum ar fi modificări în geologia regiunii sau prin structuri artificiale.

În majoritatea cazurilor, speciile sunt izolate de prezența diferitelor tipuri de bariere naturale, fie că este vorba de oceane, lacuri, munți, printre altele, care pot reduce drastic contactul dintre indivizi din populație.

Sursa: De către NASA, prin Wikimedia Commons

Odată ce cele două grupuri de indivizi se separă, cele două medii la care au fost expuși exercită presiuni selective diferite asupra indivizilor, forțându-i să urmeze căi evolutive diferite.

Forțele evolutive ale selecției naturale și ale derivării genelor vor provoca schimbări în frecvențele de alele ale noilor grupuri, diferențindu-le de populația parentală.

În funcție de amploarea separării și cât timp este menținută, pot apărea evenimente de specializare: formarea de noi specii, crescând astfel diversitatea grupului.

În același mod, izolarea poate duce și la stingerea unui grup de indivizi, fie din lipsa diversității genetice, fie din cauza proceselor de consangerare.

Avantaje și dezavantaje

Izolarea geografică a organismelor poate fi tradusă în două procese: speciație, unde apar noi specii sau stingerea grupului care a experimentat izolarea.

Mai jos vom descrie în profunzime fiecare dintre procesele, înțelegând speciația ca un „avantaj”, deoarece crește diversitatea și dispariția ca „dezavantaj”:

speciaţia

Procesul prin care se formează specii noi este de interes pentru biologii evolutivi. Ornitologul Ernst Mayr a contribuit foarte mult la descrierea acestui fenomen. Potrivit lui Mayr, specializarea este influențată de doi factori: izolarea și divergența genetică a indivizilor implicați.

În primul rând, pentru ca două populații să fie suficient de diferențiate pentru a fi considerate specii, fluxul de gene între ele trebuie întrerupt. Cu alte cuvinte, ele nu trebuie să se reproducă.

În al doilea rând, divergența genetică trebuie să apară în timpul perioadei de izolare, astfel încât dacă indivizii se întâlnesc din nou - din cauza unei prăbușiri a barierei care i-a separat inițial - procesul de reproducere nu va fi eficient, iar urmașii acestora vor avea o stare de fitness relativ mai mare. mai jos decât părinții lor.

Eficacitatea procesului de izolare geografică pentru a produce speciație depinde de mai mulți factori intrinseci grupului care se separă, cum ar fi capacitatea de mișcare.

Speciația alopatrică

Evenimentul de izolare geografică care dă naștere proceselor de specializare prin separarea unei bariere insurmontabile se numește speciație alopatrică, termen derivat din rădăcinile grecești care înseamnă literal „într-o altă țară”.

Odată ce speciile sunt izolate fizic, se confruntă cu diferite condiții de mediu și presiuni selective care le ghidează pe căi evolutive diferite.

Să luăm ca exemplu ipotetic o populație de șopârlele izolate de un râu, condițiile climatice din partea stângă pot fi mai reci decât cele din partea dreaptă. Astfel, mecanismele de selecție naturală și derivă de gene vor acționa independent, ceea ce duce la diferențierea progresivă a șopârlelor.

În acest fel, indivizii dobândesc caracteristici diferite, ecologice, etologice, fiziologice, printre altele, în comparație cu speciile părinte. În cazul în care bariera de izolare a fost suficientă pentru a promova evenimentul de specializare, nu trebuie să existe un flux de gene dacă cele două specii rezultate se întâlnesc din nou.

Există un consens între biologi care susține importanța specializării alopatrice în generarea de noi specii, deoarece restricționează efectiv fluxul de gene între organisme.

Extincţie

Când separarea indivizilor are loc datorită barierelor care nu pot fi traversate, unele dintre grupuri pot dispărea.

Dacă este separată de speciile părinte, diversitatea grupului poate fi scăzută și nu se va adapta la noile presiuni impuse de noul mediu cu care se confruntă.

În mod similar, dacă populația care a fost separată este reprezentată de un număr mic de indivizi, consangvinizarea (trecerea între rudele apropiate) poate avea consecințe negative.

Însuși Charles Darwin era conștient de efectele negative ale consangvinizării asupra populațiilor naturale. Atunci când încrucișăm rudele apropiate există o probabilitate mai mare ca anumite alele dăunătoare să fie exprimate.

De exemplu, dacă într-o familie există o genă pentru o anumită patologie care se exprimă doar atunci când individul are ambele alele (recesive homozigote) și doi frați încrucișați, există o probabilitate mai mare ca urmașii să poarte ambele alele pentru boală, spre deosebire de încrucișarea cu un individ care nu poartă alelele dăunătoare.

În mod similar, atunci când construcțiile umane privează animalele să se deplaseze în locațiile dorite, populația lor poate scădea din cauza lipsei de hrană.

Exemple

Izolarea și speciația în veverițele antilope din Marele Canion din Colorado

În Marele Canion este o formațiune de dimensiuni extraordinare care a fost sculptată de 2.000 de ani de râul Colorado. Este situat în nordul Arizona al Statelor Unite.

Două specii de veveriță locuiesc în această regiune, care, conform cercetărilor, sunt produsul unui eveniment de specii alopatrice. Una dintre specii trăiește în regiunea stângă și alta în dreapta, despărțită de o distanță minimă. Cu toate acestea, cele două specii nu sunt capabile să se amestece.

În schimb, speciile care au capacitatea de a se deplasa liber pe ambele părți ale canionului nu au arătat semne de speculație.

Izolarea și specializarea peștilor din râul Congo

Conceptele descrise pentru speciile acvatice pot fi dificil de aplicat până acum. Cu toate acestea este posibil.

Cichlidele sunt o familie de pești caracterizați de o diversitate imensă în râul Congo. Această particularitate a atras atenția ictiologilor care au căutat să înțeleagă de ce râul a fost locuit de atâtea specii și ce factori au favorizat evenimentele masive de speciație.

După ce au studiat conformația râului, oamenii de știință au ajuns la concluzia că hidrologia râului, cauzată de apele sale turbulente, a funcționat ca bariere care împiedicau contactul - și deci fluxul genic - al speciilor de pește care erau foarte aproape.

Referințe

1. Adăugări, J., Larkcom, E., & Miller, R. (2004). Genetică, evoluție și biodiversitate. Nelson Thornes.
2. Muzeul American de Istorie Naturală. (2017). Evoluția peștilor râului Congo, modelată de rapizi intensi: Studiul genomic din Congo-ul inferior evidențiază o diversificare la scară mai mică. ScienceDaily. Preluat pe 16 octombrie 2018, de pe www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170217161005.htm
3. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologie: știință și natură. Pearson Education.
4. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Invitatie la biologie. Editura Medicală Panamericană.
5. Mayr, E. (1997). Evoluția și diversitatea vieții: eseuri selectate. Harvard University Press.
6. Rice, S. (2007). Enciclopedia Evoluției. Date despre dosar.
7. Tobin, AJ, & Dusheck, J. (2005). Întrebați despre viață. Cengage Learning.