Определение
Адаптивное излучение относится к приспособление (через генетический мутация ) из организм что позволяет ему успешно распространяться или излучать в других средах. Адаптивное излучение приводит к видообразование и используется только для описания живых организмов. Адаптивное излучение может быть оппортунистическим или вызванным изменениями в естественной среде обитания.
Примеры адаптивного излучения
Примеры адаптивного излучения есть вокруг нас, в каждом живом организме. Ни один организм сегодня не является таким же, как его первоначальный предок. Несколько вид значительно изменились, такие как диверсификация от одного вида в слона и хиракса. Достаточно взглянуть на изображение ниже, чтобы понять, как выбор другой среды обитания или даже подобной среды обитания, но другой диеты может вызвать огромные анатомические и физиологические изменения в процессе адаптивного облучения.
Эта независимая эволюция в ответ на определенные аспекты окружающей среды также имитируется по всему миру плацентарными млекопитающими. Многие сумчатые развивались очень похожим образом на плацентарных млекопитающих, живущих в сходных условиях, даже несмотря на то, что они были отрезаны от этих других популяций после распада суперконтинента, известного как Гондвана. Этот процесс еще не закончился. Сегодня Австралия ползет на север со скоростью около 3 сантиметров в год.
Дарвинс Финчс
Наиболее часто цитируемый пример адаптивного излучения Дарвинские зяблики, обнаруженный во время путешествия Дарвина на архипелаг Галапагос. Видообразование – это развитие одного из множества новых видов в эволюционном процессе.где оригинальный вид производит мутированные формы, которые успешно выживают в других средах благодаря этим мутациям. В случае с вьюрками Дарвина адаптации произошли относительно быстро. Вылетел на разные острова с разной флорой и фауна морфология клюва может обеспечить выживание или гибель птицы. Например, зяблики камышевки и зяблики произошли от общего предка. У зябликов есть длинные тонкие клювы, которые идеально подходят для поедания насекомых. Измельченные зяблики имеют толстые тупые клювы, идеально подходящие для перебивания шелухи орехов и семян.
Пятнадцать видов вьюрков, найденных на архипелаге Галапагос, составляют монофилетическая группа или группа организмов все произошли от одного предкового вида, Общий предок не известен из-за недостатка ДНК, но ископаемые из двух видов наземных зябликов Geospiza nebulosi и Geospiza magnirostris имеют толстые тупые клювы своих потомков. Это указывало бы на то, что зяблики камышевки являются результатом видообразования в процессе адаптивного излучения. При высадке на остров с несколькими орехами и семенами, но множеством насекомых, эти экземпляры с более длинными, более тонкими клювами (мутациями) с большей вероятностью выживали и размножались. Естественный отбор повысила выживаемость длиннохвостых птиц на этом острове, где они скрещивались, что в конечном итоге привело к фенотип общий для этого нового вида.
Под лучами солнца стимулируется синтез витамина D, а фолат разлагается. Фолат необходим для раннего развития плода и частично регулируется воздействием ультрафиолета. Слишком мало или слишком много солнца может нарушить уровень фолата. В то время как текущие теории человеческой расы, происходящие из африканского местоположения, обсуждаются, использование этой модели для объяснения адаптивного излучения полезно. По факту, эта модель может быть использована для объяснения двух разных типов адаптивного излучения,
Первый касается очень ранних предков человека (гоминидов), которые были в значительной степени покрыты волосами, чтобы держать их в тепле в основном в лесных районах. Кожа гоминида, защищенная волосами, была почти точно не такой темной, как его ранние потомки. У нас нет ископаемых свидетельств, чтобы доказать это, но у млекопитающих обычно более светлая кожа, когда они покрыты толстыми слоями волос или меха, в отличие от млекопитающих с тонкой шерстью. После миграции в более открытые саванны, где гоминиды могли охотиться более успешно, но прямо под лучами экваториального солнца, эти волосы стали лишними. Чтобы защититься от ультрафиолетовых лучей солнца у них образовалась более темная кожа. Эта более темная кожа уменьшала деградацию фолиевой кислоты, что означало более высокую беременность и рождаемость, в то время как постоянное наличие экваториального солнца означало, что выработка витамина D была достаточной для обеспечения хорошего здоровья.
Когда эти группы населения в конечном итоге отошли от жары экватора и оказались в более холодных регионах, высокий уровень меланина стал еще одним препятствием для здоровье и репродуктивный потенциал этой миграции Население, Кожа не нуждалась в таком количестве меланина, чтобы защитить ее от скудного солнца; Те, у кого более темная кожа, блокировали бы слабое ультрафиолетовое излучение и синтезировали меньше витамина D, что приводило к снижению уровня здоровья и физической формы (рахит) и нарушению регуляции уровня фолиевой кислоты (выкидышей).
Те, кто мигрировал в дальние северные районы Северного полярного круга, стали немного светлее, но темнее, чем обычно можно ожидать в соответствии с этой теорией. Это объясняется их диетами из морепродуктов, которые обеспечивают достаточное количество витамина D в рационе в холодное время года, в то время как более темный цвет кожи защищает эти популяции от ультрафиолетового излучения солнца, которое отражается в заснеженном ландшафте в весенние и летние месяцы. Сегодняшние исследования говорят нам о том, что у женщин-инуитов чаще наблюдается дефицит фолиевой кислоты, чем у женщин со светлой кожей в более холодных и умеренных регионах, если только они не употребляют продукты, обогащенные фолатом. Возможно, это причина того, почему цвет их кожи не темнее.
Филогенетика – открытие примеров адаптивного излучения
Филогенетические исследования видимых генетических признаков, а затем и последовательностей ДНК далеко не новы. Аристотель изоб��ел свои «Scala Naturae» или «Лестницу жизни» в третьем веке до нашей эры, разделив животных на две очень основные (и очень неправильные) основные группы – с красными кровь а те без. Эта идея расширилась на протяжении веков из-за многих отличительных характеристик не связанных видов, которые живут в сходных условиях.
Филогенетика – это изучение эволюционных шагов, предпринятых видом в процессе видообразования., Эти шаги приводят к созданию филогенетического дерева, чрезвычайно упрощенная версия которого изображена ниже. Эти деревья могут быть укоренены или не укоренены, то есть происходить от одного известного исходного предка или от неизвестного предка или группы предков соответственно. Филогенетические деревья изображают эволюционную историю одного или нескольких видов по отношению к его предкам.
Для того, чтобы пройти через процесс адаптивной радиации, население почти всегда должно подвергаться воздействию экологическая возможность, Эта экологическая возможность должна присутствовать для того, чтобы могло произойти видообразование. Наиболее важной экологической возможностью для млекопитающих была массовое вымирание динозавра, где как теплокровные, так и хладнокровные виды могли перемещаться в свежие экосистемы, ранее слишком опасные или густонаселенные.
Переход от этой экологической возможности к адаптивному излучению популяции требует полного набора признаков, которые позволяют видам воспользоваться преимуществами новой среды, такой как травоядные млекопитающие, мигрирующие в новую, растение с наполнением экосистема, Этот набор признаков упоминается как ключевое новшество, Следующим шагом является экологическое высвобождение – распространение населения в новой среде без ограничивающих факторов, таких как соревнование или перенаселенность.
Адаптивное излучение в городской среде – недавнее, но быстрое развитие
Городская среда, где экосистемы сильно отличаются от сельской, уже вызывает общие генетические мутации у различных растений и животных. Транспортер серотонина ген (SERT) мутации у городских птиц снижают уровень тревоги. Это само по себе не наблюдается в анатомия этой птицы, однако эта мутация связана с признаками, связанными со здоровьем и выживанием, такими как физиологическая подготовка к яйцекладке и успешному выводу яиц, с последующим увеличением размножения и, следовательно, соответствует законам адаптивного излучения.
Абиотические барьеры, такие как высокое содержание тяжелых металлов в почве или воде, могут вызывать мутации у некоторых видов растений, которые увеличивают синтез флавоноидов, так как более высокое содержание флавоноидов увеличивает толерантность к тяжелым металлам. Распространение семян в городских растениях также может отличаться от рассеивания тех же растений в других, менее заселенных, загрязненных или защищенных экосистемах. Ранее считалось, что биотические переменные более ответственны за адаптивное излучение, чем абиотические, но оба могут работать вместе. По факту, исследования говорят нам, что теория адаптивного излучения стала слишком упрощенной по отношению к нашим нынешним уровням научных знаний.