- عملية الإشعاع التكيفية
- كيف يحدث الإشعاع التكيفي على الجزيرة؟
- التنويع التكيفي مقابل الإشعاع التكيفي
- أنواع
- أمثلة على الإشعاع التكيفي
- - الحيوانات
- العصافير (الطيور)
- البلطي (الأسماك)
- - نباتات
- المراجع
و الاشعاع التكيفي هو ظاهرة تنطوي على التنويع التطوري مجموعة من الأنواع التي تؤدي إلى ظهور، للتكيف "سريع" لبيئات ايكولوجية مختلفة، وأشكال جديدة من الأنواع الأجداد نفسها.
تم اقتراح مفهوم الإشعاع التكيفي من قبل تشارلز داروين ، عالم الطبيعة الإنجليزي في القرن التاسع عشر ، بعد رحلة قام بها إلى جزر غالاباغوس ، حيث لاحظ بالتفصيل عدة أنواع من عصافير الجزر ، المنحدرة من أسلاف قاريين ، والتي كان لها تعديلات مختلفة في مناقيرها..
إشعاع فينش التكيفي (المصدر: جاكي مالفين عبر ويكيميديا كومنز)
يمثل اكتشاف هذه العصافير بالنسبة لداروين الدليل الحيواني الرئيسي لدعم نظرياته عن "النسب مع التعديل" ، نظرًا لأن الأشكال المختلفة للمناقير التي لاحظها ، وجميعها مشتقة من سلالة الأجداد نفسها ، بدت وكأنها تتكيف لاستغلال موارد مختلفة من نفس المتخصصة الغذائية ، "تقسيمها".
لقد تم تحديد أن الأسباب الرئيسية للإشعاع التكيفي لها علاقة بانقطاع تدفق الجينات بين الأفراد من نفس النوع (العزلة الجغرافية) ، مع وجود اختلافات بيئية ملحوظة وغياب الحيوانات المفترسة أو الضغوط الانتقائية السلبية.
وبهذا المعنى ، فمن حقائق التاريخ الطبيعي أن أحداث الانقراض الجماعي أدت إلى إشعاع تكيفي مثير للإعجاب للعديد من مجموعات الكائنات الحية ، نظرًا لأن غياب الكائنات الحية يوفر فرصًا للأنواع الباقية لاستعمار منافذ فارغة وخوض العمليات. الإشعاع التكيفي.
عملية الإشعاع التكيفية
الإشعاع التكيفي ، كما هو موضح ، هو ظهور أنواع جديدة مختلفة بيئيًا من سلالة أسلاف مشتركة.
تحدث هذه الأحداث بالضرورة من خلال عملية انتواع والتي ، وفقًا للمفهوم البيولوجي للأنواع ، تعني انقطاع تدفق الجينات (العزلة الإنجابية) بين النسل "المعدل" وسلفهم المباشر.
يؤيد العديد من المؤلفين فكرة أن الإشعاع التكيفي هو نوع من "امتداد" عملية الانتواع ، لكنه مدفوع بعوامل بيئية ويخضع لظروف أولية خاصة تمامًا.
عادةً ما تكون العزلة الجغرافية أحد العوامل الرئيسية التي تؤثر على الإشعاع التكيفي ، حيث يُجبر السكان الذين يعزلون أنفسهم على التكيف للاستفادة من المنافذ البيئية الجديدة أو عدم وجود الحيوانات المفترسة القديمة.
أحد الأمثلة التي توضح كيفية حدوث عملية الإشعاع التكيفي هو استعمار الجزر ، قمم بعض الجبال والبحيرات الصغيرة (أو البكر) بواسطة أنواع من مصادر أخرى.
يمكن أن تكون الجزر الجغرافية نتاجًا لأحداث جيولوجية مختلفة ، ولكن يمكن اعتبارها أيضًا جزرًا بيئية ، نظرًا لأن عزل الأفراد عن السكان بسبب الاختلافات السلوكية أو البيئية يمثل أيضًا حاجزًا أمام تدفق الجينات ، مما يؤدي إلى الانتواع.
كيف يحدث الإشعاع التكيفي على الجزيرة؟
إذا أخذنا في الاعتبار جزيرة جغرافية حديثة التكوين (من الناحية الجيولوجية) يمكننا أن نتخيل أن هذه ، في البداية ، ستكون "عارية" أو خالية من أي كائن حي.
تمثل هذه الجزيرة ، إذن ، فرصة بيئية غير عادية لاستعمار أو توطين أي نوع من البر الرئيسي (القاري) أم لا ، والذي يمكنه الاستفادة من الموارد البيئية التي توفرها هذه الجزيرة.
يمكن أن تكون الأنواع المستعمرة عبارة عن بكتيريا ، وفطريات ، وطحالب ، ونباتات أرضية ، وحيوانات ، وما إلى ذلك ، والتي ، عند الاستقرار في الجزيرة "الجديدة" ، قد تتكيف أو تتخصص في بعض سماتها للاستغلال الغذائي ، على سبيل المثال ، لمكانة جديدة. ربما مختلفة تمامًا عن المكانة التي نشأت منها.
عاجلاً أم آجلاً ، على المستوى التطوري ، ستشير الاختلافات في السمات التي تم إنشاؤها إلى حاجز تناسلي سيعوق تدفق الجينات بين الأفراد المستعمرين و "أفراد الأجداد" من البر الرئيسي الذي تنوعوا منه.
التنويع التكيفي مقابل الإشعاع التكيفي
من المهم ملاحظة أن التعريف الحديث للإشعاع التكيفي له خاصيتان رئيسيتان:
- يختلف الإشعاع التكيفي عن التنويع عن طريق التكيف (عن طريق الانتقاء الطبيعي) داخل نفس النوع
- يؤدي التكيف إلى إشعاع تكيفي
ما تعنيه هاتان الجملتان هو أنه بدون الانتواع لا يمكن الحديث عن الإشعاع التكيفي ، تمامًا كما لا يمكن الحديث عن الانتواع بدون الإشعاع التكيفي (لا يتعلق الأمر فقط بالتغيرات الفردية الصغيرة كاستجابة تكيفية لظروف بيئية جديدة).
أنواع
وفقًا لبعض المؤلفين ، يمكن "تصنيف" أحداث الإشعاع التكيفي إلى ثلاثة أنواع ، وفقًا للمحفز الذي يطلق العملية. وبالتالي ، يمكن أن يحدث الإشعاع التكيفي بسبب تغير بيئي أو تكيف عام أو تكوين أرخبيل.
عندما يتعلق الأمر بالإشعاع التكيفي الناجم عن التغيرات البيئية ، يحدث هذا بسبب الضغط الانتقائي الذي يجبر الأنواع على التكيف مع بيئة تغيرت بشكل كبير ، من أجل البقاء على قيد الحياة.
يحدث الإشعاع ، إذن ، بطريقة تجعل الأنواع الجديدة التي ستتشكل تفعل ذلك لاستعمار منافذ بيئية جديدة تنشأ نتيجة للتغيرات البيئية المذكورة.
تقوم الإشعاعات التكيفية التي تنشأ من التكيفات العامة بذلك بفضل ظهور أو تطوير قدرات جديدة لدى الأفراد من نفس النوع ، مما يسمح لهم باستعمار مجالات بيئية جديدة.
يمثل تكوين أو وجود أرخبيل أو المرتفعات الجبلية العالية أو الجزر المحيطية أحد الأسباب الرئيسية للإشعاع التكيفي ، حيث يمكن استعمار هذه المواقع بواسطة أنواع جديدة يجب أن تتكيف بسرعة مع هذه الأماكن ، متباينة تطوريًا عن أسلافها المباشرين.
أمثلة على الإشعاع التكيفي
- الحيوانات
العصافير (الطيور)
أعطى داروين المجتمع العلمي أفضل مثال يمكن أن يحصل عليه لإظهار الإشعاع التكيفي في الحيوانات: حالة العصافير في جزر غالاباغوس.
العصافير هي نوع من الطيور التي تتغذى على البذور وتنتمي إلى جنس Geospiza. يُعتقد أن هذه الطيور قد تباعدت مؤخرًا عن بعضها البعض ، حيث حدثت العزلة الإنجابية بسبب الاختلاف البيئي المرتبط جزئيًا بالتكيف مع أنواع مختلفة من البذور.
عصافير غالاباغوس (المصدر: روبرت تايلور بريتشيت عبر ويكيميديا كومنز)
في الطيور ، يمكن أن تنتهي الاختلافات في شكل وحجم الجسم ، بالإضافة إلى بعض خصائص الأغنية المرتبطة بالتشكل ، إلى عزلة ما قبل الإنجاب ، مما يعني تدريجيًا عملية الانتواع.
البلطي (الأسماك)
مثال كلاسيكي آخر للإشعاع التكيفي هو السيشليد ، الذي ينتمي إلى عائلة Cichlidae من أسماك المياه العذبة الاستوائية.
تنحدر الأنواع في هذه الفصيلة من الأنواع التي تتغذى على الطحالب والرواسب اللينة ، لكن الأنواع المختلفة تباعدت في مواقع مختلفة عن هذا النوع.
سلالة أسماك السيشليد (المصدر: الشكل الأصلي جوانا آي ماير ، ديفيد أ.ماركيز ، سالومي مويكو ، كاثرين إي واجنر ، لوران إكسكوفير وأولي سيهاوزن ، تحرير دينيس بيتراس ، بوفالو ، نيويورك ، الولايات المتحدة الأمريكية عبر ويكيميديا كومنز)
في بحيرة تُعرف باسم Barombi Mbo ، نشأت عملية إشعاع تكيفية 11 نوعًا مختلفًا ، من بينها أنواع مفترسة من الأسماك والحشرات الأخرى ، والأنواع التي تتغذى على البيض ، وأنواع المرشحات وغيرها التي تتغذى مثل الإسفنج.
حدث الإشعاع التكيفي أيضًا في بحيرة أخرى ، بحيرة ملاوي ، ربما تكون الأكثر أهمية بين أسماك السيشليد ، حيث توجد الأسماك التي تتغذى على الطفيليات الخارجية للأسماك والأسماك الأخرى التي تمزق قطعًا من جلد الأسماك الأخرى. تم التعرف أيضًا على البلطي الذي يتغذى على المقاييس وبيض الأسماك الأخرى ويرقاتها ، إلخ.
لم يكن الإشعاع التكيفي لهذه الأسماك ناتجًا فقط عن استغلال منافذ غذائية جديدة (طعام) ، ولكن أيضًا بسبب بعض السلوك وأنماط الموائل التي وصفها العديد من المؤلفين.
- نباتات
مثال على الإشعاع التكيفي هو نباتات الأوعية الدموية واستعمار البيئات الأرضية. ظهرت النباتات الوعائية الخالية من البذور لأول مرة في السجل الأحفوري السيلوري ، ولكنها أصبحت أكثر تنوعًا خلال العصر الكربوني.
حدث الإشعاع التكيفي المفاجئ من كاسيات البذور (النباتات المزهرة) في العصر الجوراسي ، وفي ذلك الوقت يُعتقد أنها نشأت من السرخس بالبذور. لكن تعقيدها زاد منذ حوالي 100 مليون سنة فقط.
أثناء تنوع كاسيات البذور ، أي إشعاعها التكيفي ، كانت هناك ثلاثة انتقالات على الأقل: أولاً ، ظهور الكاربيل ، ثم ظهور الإخصاب المزدوج ، وأخيراً ظهور الأزهار كما نعرفها في حاضر.
المراجع
- غالاردو ، إم إتش (2011). التطور: مسار الحياة (رقم 575 G 162).
- جافريليتس ، إس ، ولوسوس ، جي بي (2009). الإشعاع التكيفي: النظرية المتناقضة مع البيانات. علم، 323 (5915) ، 732-737.
- جافريليتس ، س ، وفوز ، أ. (2005). الأنماط الديناميكية للإشعاع التكيفي. وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم ، 102 (50) ، 18040-18045.
- جلور ، ري (2010). رؤى النشوء والتطور على الإشعاع التكيفي. المراجعة السنوية للإيكولوجيا والتطور والنظاميات ، 41 ، 251-270.
- Rundell، RJ، & Price، TD (2009). الإشعاع التكيفي ، الإشعاع غير التكيفي ، الانتواع البيئي والانتواع غير البيئي. الاتجاهات في علم البيئة والتطور ، 24 (7) ، 394-399.
- سولومون ، إي بي ، بيرج ، إل آر ، ومارتن ، دي دبليو (2011). علم الأحياء (التاسع إدن). بروكس / كول ، Cengage Learning: USA.
- ستراود ، جي تي ، ولوسوس ، جي بي (2016). الفرصة البيئية والإشعاع التكيفي. المراجعة السنوية للإيكولوجيا والتطور والنظاميات ، 47.
- تيرنر ، جي إف (2007). الإشعاع التكيفي لأسماك البلطي. علم الأحياء الحالي ، 17 (19) ، R827-R831.