RADIAȚIA ADAPTIVĂ: PROCES, TIPURI ȘI EXEMPLE - BIOLOGIE - 2025

Radiația adaptivă este un fenomen care implică diversificarea evolutivă a unui set de specii care duce la apariția, pentru adaptare „rapid“ la diferite nise ecologice, forme noi din aceeași specie ancestrale.

Conceptul de radiații adaptive a fost propus de Charles Darwin, un naturalist englez din secolul al XIX-lea, după o călătorie pe care a întreprins-o în Insulele Galapagos, unde a observat în detaliu mai multe specii de crenguțe insulare, descendenți ai strămoșilor continentali, care au avut modificări diferite în ciocurile lor. .

Radiație adaptivă de finisare (Sursa: Jackie Malvin prin Wikimedia Commons)

Găsirea acestor finisaje a reprezentat pentru Darwin principalele dovezi zoologice pentru a susține teoriile sale despre „descendența cu modificarea”, deoarece diferitele forme de ciocuri pe care le-a observat, toate derivate din aceeași linie ancestrală, păreau a fi adaptate pentru a exploata diferite resurse ale aceluiași nișă trofică, „împărțirea” acesteia.

S-a stabilit că principalele cauze ale radiațiilor adaptive au legătură cu întreruperea fluxului genic între indivizii din aceeași specie (izolare geografică), cu variații ecologice marcante și cu absența prădătorilor sau presiuni selective negative.

În acest sens, este un fapt din istoria naturală faptul că evenimentele de extincție în masă au dus la radiația adaptativă impresionantă a multor grupuri de ființe vii, deoarece absența organismelor oferă posibilități speciilor supraviețuitoare să colonizeze nișe goale și să parcurgă procese. radiații adaptive.

Procesul de radiații adaptive

Radiația adaptativă, așa cum s-a explicat, este apariția de noi specii ecologice diferite dintr-o linie ancestrală comună.

Aceste evenimente apar neapărat printr-un proces de specializare care, în conformitate cu conceptul biologic al speciei, implică o întrerupere a fluxului genic (izolarea reproductivă) între urmașii „modificați” și strămoșul lor imediat.

Mulți autori sunt în favoarea ideii că radiațiile adaptive sunt un fel de „extindere” a procesului de specializare, dar că este condus de factori ecologici și supus unor condiții inițiale destul de speciale.

De obicei, izolarea geografică este unul dintre principalii factori care influențează radiațiile adaptive, deoarece populațiile care se izolează sunt „forțate” să se adapteze pentru a profita de nișe ecologice noi sau de absența prădătorilor vechi.

Unul dintre exemplele care ilustrează cel mai bine modul în care are loc procesul de radiație adaptativă este colonizarea insulelor, vârfurile unor munți și lacuri tinere (sau virgine) de către specii din alte surse.

Insulele geografice pot fi produsul diferitelor evenimente geologice, dar pot fi considerate și insule ecologice, deoarece izolarea indivizilor dintr-o populație din cauza diferențelor de comportament sau de mediu reprezintă, de asemenea, o barieră în calea fluxului genic, ceea ce duce la specializare.

Cum apare radiația adaptativă pe o insulă?

Dacă luăm în considerare o insulă geografică de formație recentă (geologic vorbind), ne putem imagina că aceasta, inițial, va fi „dezbrăcată” sau lipsită de orice ființă vie.

Atunci această insulă reprezintă o oportunitate ecologică extraordinară pentru colonizarea sau așezarea oricărei specii din continent (sau continental) sau nu, care poate profita de resursele ecologice pe care le oferă această insulă.

Speciile colonizante pot fi bacteriile, ciupercile, algele, plantele terestre, animalele etc., care, după stabilirea pe insula „nouă”, pot adapta sau specializa unele dintre trăsăturile sale pentru exploatarea trofică, de exemplu, o nișă nouă. probabil foarte diferită de nișa din care au apărut.

Mai devreme sau mai târziu, pe scara evolutivă, diferențele de trăsături care au fost stabilite vor semnifica o barieră reproductivă care va împiedica curgerea genelor între indivizii colonizatori și acei „indivizi ancestrali” din continentul de pe care s-au diversificat.

Diversificare adaptivă vs radiații adaptive

Este important de menționat că definiția modernă a radiației adaptive are două caracteristici principale:

- Radiația adaptivă nu este aceeași cu diversificarea prin adaptare (prin selecție naturală) în cadrul aceleiași specii

- Adaptarea dă naștere radiațiilor adaptive

Ceea ce înseamnă aceste două propoziții este faptul că, fără specializare, nu se poate vorbi de radiații adaptive, la fel cum nu se poate vorbi de specie fără radiații adaptive (nu este vorba doar despre mici schimbări individuale ca răspuns adaptiv la o nouă condiție de mediu).

Tipuri

După unii autori, evenimentele cu radiații adaptive pot fi „clasificate” în trei tipuri, asta în funcție de stimulul care declanșează procesul. Astfel, radiațiile adaptive pot apărea din cauza unei schimbări de mediu, a unei adaptări generale sau a formării unui arhipelag.

Când vine vorba de radiațiile adaptive declanșate de schimbările de mediu, aceasta se datorează presiunii selective care obligă speciile să se adapteze la un mediu care s-a schimbat considerabil, pentru a supraviețui.

Radiația are loc, astfel, încât speciile noi care se vor forma vor face acest lucru pentru a coloniza noi nișe ecologice care apar ca urmare a modificărilor menționate.

Radiațiile adaptative care decurg din adaptările generale o fac datorită apariției sau dezvoltării de noi abilități la indivizi din aceeași specie, ceea ce le permite să colonizeze nișe ecologice noi.

Formarea sau existența arhipelagurilor, a înălțimilor muntoase înalte sau a insulelor oceanice reprezintă una dintre principalele cauze ale radiațiilor adaptive, deoarece aceste site-uri pot fi colonizate de noi specii care trebuie să se adapteze rapid la aceste locuri, divergând în mod evolutiv de strămoșii lor imediați.

Exemple de radiații adaptive

- Animale

Finches (păsări)

Darwin a oferit comunității științifice cel mai bun exemplu pe care l-a putut obține pentru a demonstra radiații adaptive la animale: cazul cernelurilor din Insulele Galapagos.

Finii sunt un tip de pasăre care se hrănesc cu semințe și aparțin genului Geospiza. Se crede că aceste păsări s-au divergent recent unele de altele, unde izolarea reproductivă a avut loc datorită divergenței ecologice parțial asociate cu adaptarea la diferite tipuri de semințe.

Finches Galápagos (Sursa: Robert Taylor Pritchett prin Wikimedia Commons)

La păsări, diferențele de formă și dimensiune ale corpului, precum și unele caracteristici ale cântecului care sunt legate de morfologie, pot duce la izolarea pre-reproductivă, care implică treptat un proces de specializare.

Cicluri (pește)

Un alt exemplu clasic de radiații adaptive este cel al cichlidelor, care aparțin familiei de pești tropicali cu apă dulce Cichlidae.

Speciile din această familie sunt descendente dintr-o specie care s-a hrănit cu alge și sedimente moi, dar diferite specii s-au divergent în diferite situri.

Filogenia cu pește cichlid (Sursa: figura originală: Joana I. Meier, David A. Marques, Salome Mwaiko, Catherine E. Wagner, Laurent Excoffier & Ole Seehausen Editare de Dennis Pietras, Buffalo, NY SUA prin Wikimedia Commons)

Într-un lac cunoscut sub numele de Barombi Mbo, un proces de radiație adaptativă a generat 11 specii diferite, printre care există specii prădătoare de alți pești și insecte, specii care se hrănesc cu ouă, specii de filtru și altele care se hrănesc ca bureți.

Radiația adaptativă a avut loc și într-un alt lac, lacul Malawi, poate cel mai semnificativ în rândul cichlidelor, unde se găsesc pești care se hrănesc cu ectoparaziții altor pești și pești care sfâșie bucăți din pielea altor pești. De asemenea, s-au identificat cichlide care se hrănesc cu solzi, ouă ale altor pești și larvele lor etc.

Radiația adaptivă a acestor pești nu s-a datorat numai exploatării de nișe trofice noi (alimente), ci și unor modele de comportament și habitat care au fost descrise de diverși autori.

- Plante

Un exemplu de radiații adaptive este cel al plantelor vasculare și colonizarea mediilor terestre. Plantele vasculare fără semințe au apărut pentru prima dată în evidența fosilelor Siluriene, dar au devenit mai diversificate în timpul Carboniferului.

Radiația bruscă adaptativă a angiospermelor (plante cu flori) a avut loc în Jurasic, moment în care se crede că au apărut din ferigi cu semințe. Complexitatea sa a crescut, însă, doar cu aproximativ 100 de milioane de ani în urmă.

În timpul diversificării angiospermelor, adică a radiației lor adaptative, au existat cel puțin trei tranziții: mai întâi, aspectul carpelului, apoi apariția dublei fertilizări și în sfârșit apariția florilor așa cum le cunoaștem în prezent.

Referințe

1. Gallardo, M H. (2011). Evoluție: cursul vieții (nr. 575 G 162).
2. Gavrilets, S., & Losos, JB (2009). Radiația adaptativă: teoria contrastantă cu datele. Știință, 323 (5915), 732-737.
3. Gavrilets, S., & Vose, A. (2005). Tipare dinamice ale radiațiilor adaptive. Proceedings of the National Academy of Sciences, 102 (50), 18040-18045.
4. Glor, RE (2010). Informații filogenetice cu privire la radiațiile adaptive. Revizuirea anuală a ecologiei, evoluției și sistematicii, 41, 251-270.
5. Rundell, RJ, & Price, TD (2009). Radiații adaptive, radiații neadaptive, specii ecologice și specii non ecologice Tendințe în ecologie și evoluție, 24 (7), 394-399.
6. Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). Biologie (ediția a 9-a). Brooks / Cole, Cengage Learning: SUA.
7. Stroud, JT și Losos, JB (2016). Oportunitate ecologică și radiații adaptive. Revizuirea anuală a ecologiei, evoluției și sistematicii, 47.
8. Turner, GF (2007). Radiația adaptivă a peștilor cichlidici. Biologie curentă, 17 (19), R827-R831.