GEOGRAFISK ISOLASJON: FORDELER, ULEMPER OG EKSEMPLER - BIOLOGI - 2025

Den geografiske isolasjonen er et begrep brukt i evolusjonsbiologi og økologi for å referere til den romlige separasjonen av en gruppe organismer. Det kan oppstå av en naturlig hendelse, for eksempel endringer i geologien i regionen eller av kunstige strukturer.

I de fleste tilfeller er arter isolert av tilstedeværelsen av forskjellige typer naturlige barrierer, det være seg blant annet hav, innsjøer, fjell, noe som drastisk kan redusere kontakten mellom individer i befolkningen.

Kilde: Av NASA, via Wikimedia Commons

Når de to gruppene av individer er skilt ut, utøver de to miljøene de ble utsatt for, forskjellige selektive press på individene, og tvinger dem til å følge forskjellige evolusjonsveier.

De evolusjonære kreftene med naturlig seleksjon og gendrift vil forårsake endringer i allelfrekvensene til de nye gruppene, og skille dem fra foreldrepopulasjonen.

Avhengig av størrelsen på separasjonen og tiden det opprettholdes, kan spesiasjonshendelser oppstå: dannelse av nye arter, og dermed øke mangfoldet i gruppen.

På samme måte kan isolasjon også føre til utryddelse av en gruppe individer, enten på grunn av mangel på genetisk mangfold eller på grunn av innavlsprosesser.

Fordeler og ulemper

Den geografiske isolasjonen av organismer kan oversettes til to prosesser: spesiasjon, der nye arter dukker opp eller utryddelsen av gruppen som opplevde isolasjon.

Nedenfor beskriver vi i dybden hver av prosessene, forstå spesiasjon som en "fordel", siden det øker mangfoldet og utryddelsen som en "ulempe":

Artsdannelse

Prosessen der nye arter dannes, er av interesse for evolusjonsbiologer. Ornitolog Ernst Mayr bidro sterkt til beskrivelsen av dette fenomenet. I følge Mayr påvirkes spesiasjonen av to faktorer: isolasjon og genetisk divergens hos de involverte individene.

For det første, for at to populasjoner skal være tilstrekkelig differensiert til å bli betraktet som arter, må strømmen av gener mellom dem avbrytes. De må med andre ord ikke reprodusere seg.

For det andre må genetisk divergens vises i isolasjonsperioden på en slik måte at hvis individer møtes igjen - på grunn av en kollaps av barrieren som opprinnelig skilte dem - vil reproduksjonsprosessen ikke være effektiv og deres avkom vil ha en relativt mer kondisjon. lavere enn foreldrene.

Effektiviteten av den geografiske isolasjonsprosessen for å produsere spesiasjon avhenger av flere faktorer som er iboende for gruppen som skiller seg, for eksempel evnen til å bevege seg.

Allopatrisk artsdannelse

Hendelsen med geografiske isolasjoner som gir opphav til spesifikasjonsprosesser gjennom separasjon av en uoverkommelig barriere kalles allopatrisk spesiasjon, et begrep som er avledet fra greske røtter som bokstavelig talt betyr "i et annet land".

Når arter først er fysisk isolert, møter de forskjellige miljøforhold og selektivt trykk som leder dem langs forskjellige evolusjonsveier.

Ta som et hypotetisk eksempel en populasjon av øgler som er isolert av en elv. Værforholdene på venstre side kan være kaldere enn på høyre side. Dermed vil mekanismene for naturlig seleksjon og gendrift fungere uavhengig, noe som fører til en gradvis differensiering av øgler.

På denne måten tilegner individer seg forskjellige egenskaper, blant annet økologiske, etologiske, fysiologiske, sammenlignet med foreldrene. I et slikt tilfelle at isolasjonsbarrieren har vært tilstrekkelig til å fremme spesifikasjonshendelsen, bør det ikke være noen genstrøm hvis de to resulterende artene møtes igjen.

Det er en enighet blant biologer som støtter viktigheten av allopatrisk spesiasjon i generasjonen av nye arter, siden det effektivt begrenser strømmen av gener mellom organismer.

Utryddelse

Når atskillelse av individer skjer takket være barrierer som ikke kan krysses, kan noen av gruppene bli utryddet.

Når gruppen er atskilt fra foreldrene, kan mangfoldet i gruppen være lite, og den vil ikke tilpasse seg de nye pressene som det nye miljøet de står overfor.

Tilsvarende, hvis populasjonen som ble skilt er representert av et lite antall individer, kan innavl (kryssing mellom nære slektninger) få negative konsekvenser.

Charles Darwin selv var allerede klar over de negative effektene av innavl på naturlige bestander. Ved kryssing av nære slektninger er det større sannsynlighet for at visse skadelige alleler kommer til uttrykk.

For eksempel, hvis det i en familie er et gen for en viss patologi som bare kommer til uttrykk når individet har begge alleler (homozygot recessiv) og to søsken, er det større sannsynlighet for at avkommet bærer begge alleler for sykdommen, i motsetning til en kryssing med en person som ikke bærer nevnte skadelige allel.

Tilsvarende, når menneskelige konstruksjoner fratar dyr å flytte til ønsket sted, kan deres befolkning avta på grunn av mangel på mat.

eksempler

Isolasjon og spesiasjon i antilope ekorn i Grand Canyon i Colorado

I Grand Canyon er det en formasjon av ekstraordinære dimensjoner som har blitt skulpturert i 2000 år av Colorado River. Det ligger i Nord-Arizona i USA.

To arter av ekorn bor i denne regionen, som ifølge forskning er produktet av en allopatrisk spesiasjon. En av artene lever i venstre region og en annen til høyre, atskilt med en minimumsavstand. Imidlertid er de to artene ikke i stand til å avle.

Derimot har arter som har evnen til å bevege seg fritt på begge sider av canyonen, ikke vist tegn til spesiasjon.

Isolasjon og spesiasjon i fisk fra Kongo-elven

Konseptene beskrevet for akvatiske arter kan være vanskelig så langt å anvende. Imidlertid er det mulig.

Cichlids er en familie av fisk preget av et enormt mangfold i Kongo-elven. Denne særegenheten fikk oppmerksomhet fra iktologer som prøvde å forstå hvorfor elven var bebodd av så mange arter og hvilke faktorer som favoriserte massive spesifikasjonshendelser.

Etter å ha studert elvenes konformasjon, kom forskerne til den konklusjon at hydrologien til elva, forårsaket av dens turbulente farvann, fungerte som barrierer som forhindret kontakten - og derfor genstrømmen - av fiskearter som var veldig nær.

referanser

1. Adds, J., Larkcom, E., & Miller, R. (2004). Genetikk, evolusjon og biologisk mangfold. Nelson Thornes.
2. American Museum of Natural History. (2017). Evolusjonen i Congo River formet av intense stryk: Genomisk studie i nedre Kongo avslører diversifisering av mikroskala. Sciencedaily. Hentet 16. oktober 2018, fra www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170217161005.htm
3. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologi: vitenskap og natur. Pearson Education.
4. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Invitasjon til biologi. Panamerican Medical Ed.
5. Mayr, E. (1997). Evolusjon og mangfoldet i livet: utvalgte essays. Harvard University Press.
6. Rice, S. (2007). Encyclopedia of Evolution. Fakta om fil.
7. Tobin, AJ, & Dusheck, J. (2005). Spør om livet. Cengage Learning.