- กระบวนการฉายรังสีแบบปรับตัว
- รังสีปรับตัวเกิดขึ้นบนเกาะได้อย่างไร?
- การกระจายแบบปรับตัวเทียบกับการแผ่รังสีแบบปรับตัว
- ประเภท
- ตัวอย่างของรังสีปรับตัว
- - สัตว์
- นกฟินช์ (นก)
- ปลาหมอสี (ปลา)
- - พืช
- อ้างอิง
รังสีปรับเป็นปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับการกระจายความเสี่ยงวิวัฒนาการของชุดของสายพันธุ์ที่นำไปสู่การปรากฏตัวสำหรับ "เร็ว" การปรับตัวนิเวศที่แตกต่างกันในรูปแบบใหม่จากสายพันธุ์บรรพบุรุษเดียวกัน
แนวคิดเรื่องการแผ่รังสีแบบปรับตัวได้รับการเสนอโดย Charles Darwin นักธรรมชาติวิทยาชาวอังกฤษในศตวรรษที่ 19 หลังจากเดินทางไปยังหมู่เกาะกาลาปากอสซึ่งเขาได้สังเกตรายละเอียดของนกฟินช์เกาะหลายชนิดซึ่งเป็นลูกหลานของบรรพบุรุษในทวีปซึ่งมีการปรับเปลี่ยนที่แตกต่างกันในจงอยปากของพวกมัน .
การแผ่รังสีนกกระจอกปรับตัว (ที่มา: Jackie Malvin ผ่าน Wikimedia Commons)
การค้นพบนกฟินช์เหล่านี้เป็นตัวแทนของดาร์วินเป็นหลักฐานทางสัตววิทยาหลักที่สนับสนุนทฤษฎีของเขาเรื่อง "การสืบเชื้อสายด้วยการดัดแปลง" เนื่องจากจะงอยปากในรูปแบบต่างๆที่เขาสังเกตเห็นทั้งหมดมาจากเชื้อสายบรรพบุรุษเดียวกันดูเหมือนจะถูกปรับให้ใช้ประโยชน์จากทรัพยากรที่แตกต่างกัน ช่องทางโภชนาการ "แบ่งพาร์ติชัน"
ได้รับการพิจารณาแล้วว่าสาเหตุหลักของการแผ่รังสีปรับตัวเกี่ยวข้องกับการหยุดชะงักของการไหลของยีนระหว่างบุคคลในสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกัน (การแยกทางภูมิศาสตร์) โดยมีการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมที่ทำเครื่องหมายไว้และไม่มีผู้ล่าหรือแรงกดดันในการคัดเลือกเชิงลบ
ในแง่นี้มันเป็นความจริงของประวัติศาสตร์ธรรมชาติที่เหตุการณ์การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ได้นำไปสู่การแผ่รังสีที่ปรับตัวได้อย่างน่าประทับใจของสิ่งมีชีวิตหลายกลุ่มเนื่องจากการไม่มีสิ่งมีชีวิตทำให้มีโอกาสที่สิ่งมีชีวิตที่รอดชีวิตจะตั้งรกรากอยู่ในโพรงที่ว่างเปล่าและผ่านกระบวนการต่างๆ รังสีปรับตัว
กระบวนการฉายรังสีแบบปรับตัว
ตามที่อธิบายไว้รังสีคือการปรากฏตัวของสิ่งมีชีวิตชนิดใหม่ที่แตกต่างกันจากเชื้อสายบรรพบุรุษทั่วไป
เหตุการณ์เหล่านี้จำเป็นต้องเกิดขึ้นผ่านกระบวนการ speciation ซึ่งตามแนวคิดของสายพันธุ์ทางชีววิทยาหมายถึงการหยุดชะงักของการไหลของยีน (การแยกการสืบพันธุ์) ระหว่างลูกหลานที่ "ดัดแปลง" และบรรพบุรุษของพวกมัน
ผู้เขียนหลายคนเห็นด้วยกับแนวคิดที่ว่าการแผ่รังสีแบบปรับตัวเป็น "ส่วนขยาย" ของกระบวนการ speciation แต่มันถูกขับเคลื่อนโดยปัจจัยทางนิเวศวิทยาและอยู่ภายใต้เงื่อนไขเริ่มต้นที่ค่อนข้างพิเศษ
โดยปกติการแยกทางภูมิศาสตร์เป็นหนึ่งในปัจจัยหลักที่มีอิทธิพลต่อการแผ่รังสีแบบปรับตัวเนื่องจากประชากรที่แยกตัวออกมานั้นถูก "บังคับ" ให้ปรับตัวเพื่อใช้ประโยชน์จากช่องทางนิเวศวิทยาใหม่หรือการไม่มีผู้ล่าเก่า
ตัวอย่างหนึ่งที่แสดงให้เห็นได้ดีที่สุดว่ากระบวนการฉายรังสีแบบปรับตัวเกิดขึ้นได้อย่างไรคือการตั้งรกรากของเกาะยอดเขาและทะเลสาบเล็ก (หรือบริสุทธิ์) ตามสายพันธุ์จากแหล่งอื่น
เกาะทางภูมิศาสตร์อาจเป็นผลมาจากเหตุการณ์ทางธรณีวิทยาที่แตกต่างกัน แต่ก็สามารถพิจารณาได้ว่าเป็นเกาะทางนิเวศวิทยาเนื่องจากการแยกบุคคลออกจากประชากรเนื่องจากความแตกต่างทางพฤติกรรมหรือสิ่งแวดล้อมยังเป็นอุปสรรคต่อการไหลของยีนซึ่งนำไปสู่การเก็งกำไร
รังสีปรับตัวเกิดขึ้นบนเกาะได้อย่างไร?
หากเราพิจารณาเกาะทางภูมิศาสตร์ที่มีการก่อตัวเมื่อเร็ว ๆ นี้ (พูดในเชิงธรณีวิทยา) เราสามารถจินตนาการได้ว่าในตอนแรกสิ่งนี้จะ "เปล่า" หรือปราศจากสิ่งมีชีวิตใด ๆ
ดังนั้นเกาะนี้จึงเป็นโอกาสพิเศษทางนิเวศวิทยาสำหรับการตั้งรกรากหรือการตั้งถิ่นฐานของสิ่งมีชีวิตจากแผ่นดินใหญ่ (ทวีป) หรือไม่ที่สามารถใช้ประโยชน์จากทรัพยากรทางนิเวศวิทยาที่เกาะนี้มีให้
สิ่งมีชีวิตที่ตั้งรกรากอาจเป็นแบคทีเรียเชื้อราสาหร่ายพืชบกสัตว์ ฯลฯ ซึ่งเมื่อมาตั้งถิ่นฐานบนเกาะ "ใหม่" อาจปรับตัวหรือเชี่ยวชาญลักษณะบางอย่างสำหรับการแสวงหาประโยชน์ตามหลักโภชนาการตัวอย่างเช่นของโพรงใหม่ อาจแตกต่างจากช่องที่พวกเขาโผล่ออกมามาก
ไม่ช้าก็เร็วในระดับวิวัฒนาการความแตกต่างในลักษณะที่กำหนดขึ้นจะบ่งบอกถึงอุปสรรคในการสืบพันธุ์ที่จะขัดขวางการไหลเวียนของยีนระหว่างบุคคลที่ล่าอาณานิคมกับ "บุคคลบรรพบุรุษ" จากแผ่นดินใหญ่ที่พวกเขามีความหลากหลาย
การกระจายแบบปรับตัวเทียบกับการแผ่รังสีแบบปรับตัว
สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าคำจำกัดความสมัยใหม่ของการแผ่รังสีแบบปรับตัวมีลักษณะสำคัญสองประการ:
- การแผ่รังสีแบบปรับตัวไม่เหมือนกับการกระจายตัวโดยการปรับตัว (โดยการคัดเลือกโดยธรรมชาติ) ภายในสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกัน
- การปรับตัวก่อให้เกิดรังสีปรับตัว
ความหมายของทั้งสองประโยคนี้คือการที่ไม่มีการคาดเดาเราไม่สามารถพูดถึงการแผ่รังสีที่ปรับตัวได้เช่นเดียวกับที่ไม่สามารถพูดถึง speciation โดยไม่ใช้รังสีปรับตัวได้ (ไม่เพียง แต่เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงเล็ก ๆ น้อย ๆ ของแต่ละบุคคลในฐานะการตอบสนองแบบปรับตัวต่อสภาพแวดล้อมใหม่)
ประเภท
ตามที่ผู้เขียนบางคนกล่าวว่าเหตุการณ์การแผ่รังสีแบบปรับตัวสามารถ "จำแนก" ได้เป็นสามประเภทซึ่งขึ้นอยู่กับสิ่งกระตุ้นที่ก่อให้เกิดกระบวนการ ดังนั้นการแผ่รังสีแบบปรับตัวสามารถเกิดขึ้นได้เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อมการปรับตัวโดยทั่วไปหรือการก่อตัวของหมู่เกาะ
เมื่อพูดถึงการแผ่รังสีแบบปรับตัวที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อมสิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากแรงกดดันที่คัดเลือกมาบังคับให้สิ่งมีชีวิตต้องปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างมากเพื่อให้อยู่รอด
การแผ่รังสีเกิดขึ้นในลักษณะที่สิ่งมีชีวิตชนิดใหม่ที่จะก่อตัวขึ้นจะทำเช่นนั้นเพื่อตั้งรกรากช่องทางนิเวศวิทยาใหม่ที่เกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมดังกล่าว
การแผ่รังสีแบบปรับตัวที่เกิดขึ้นจากการปรับตัวโดยทั่วไปนั้นต้องขอบคุณการปรากฏตัวหรือการพัฒนาความสามารถใหม่ในบุคคลในสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันซึ่งทำให้พวกมันสามารถตั้งรกรากช่องทางนิเวศวิทยาใหม่ได้
การก่อตัวหรือการดำรงอยู่ของหมู่เกาะภูเขาสูงหรือหมู่เกาะในมหาสมุทรเป็นสาเหตุหลักประการหนึ่งของการแผ่รังสีที่ปรับตัวได้เนื่องจากพื้นที่เหล่านี้อาจตกเป็นอาณานิคมของสิ่งมีชีวิตชนิดใหม่ที่ต้องปรับตัวให้เข้ากับสถานที่เหล่านี้ได้อย่างรวดเร็วโดยมีวิวัฒนาการที่แตกต่างจากบรรพบุรุษของพวกมัน
ตัวอย่างของรังสีปรับตัว
- สัตว์
นกฟินช์ (นก)
ดาร์วินให้ชุมชนวิทยาศาสตร์เป็นตัวอย่างที่ดีที่สุดที่เขาสามารถแสดงให้เห็นถึงการฉายรังสีแบบปรับตัวในสัตว์ได้เช่นกรณีของนกฟินช์ในหมู่เกาะกาลาปากอส
นกฟินช์เป็นนกชนิดหนึ่งที่กินเมล็ดพืชและอยู่ในสกุล Geospiza นกเหล่านี้ถูกคิดว่าแยกจากกันเมื่อไม่นานมานี้ซึ่งการแยกตัวของการสืบพันธุ์เกิดขึ้นเนื่องจากความแตกต่างของระบบนิเวศบางส่วนเกี่ยวข้องกับการปรับตัวให้เข้ากับเมล็ดพืชประเภทต่างๆ
กาลาปากอสฟินช์ (ที่มา: Robert Taylor Pritchett จาก Wikimedia Commons)
ในนกความแตกต่างในรูปร่างและขนาดของร่างกายตลอดจนลักษณะบางอย่างของเพลงที่เกี่ยวข้องกับสัณฐานวิทยาสามารถจบลงด้วยการแยกตัวก่อนการสืบพันธุ์ซึ่งค่อย ๆ บ่งบอกถึงกระบวนการของการเก็งกำไร
ปลาหมอสี (ปลา)
อีกตัวอย่างหนึ่งที่คลาสสิกของการแผ่รังสีแบบปรับตัวคือปลาหมอสีซึ่งอยู่ในวงศ์ปลาเขตร้อนน้ำจืด Cichlidae
สปีชีส์ในวงศ์นี้สืบเชื้อสายมาจากสายพันธุ์ที่เลี้ยงบนสาหร่ายและตะกอนอ่อน แต่สายพันธุ์ต่างกันที่แตกต่างกันไปตามพื้นที่ต่างๆ
วิวัฒนาการของปลาหมอสี (ที่มา: ร่างต้นฉบับ Joana I. Meier, David A.Marques, Salome Mwaiko, Catherine E.Wagner, Laurent Excoffier & Ole Seehausen แก้ไขโดย Dennis Pietras, Buffalo, NY USA ผ่าน Wikimedia Commons)
ในทะเลสาบที่เรียกว่า Barombi Mbo กระบวนการฉายรังสีแบบปรับตัวก่อให้เกิดสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกัน 11 ชนิดในนั้นมีปลาและแมลงชนิดอื่นที่กินสัตว์อื่นชนิดที่กินไข่ชนิดกรองและอื่น ๆ ที่กินเหมือนฟองน้ำ
การแผ่รังสีที่ปรับตัวได้เกิดขึ้นในทะเลสาบอื่นเช่นทะเลสาบมาลาวีซึ่งอาจมีความสำคัญที่สุดในบรรดาปลาหมอสีซึ่งพบว่ามีปลาที่กินอาหารนอกสถานที่ของปลาอื่น ๆ และปลาที่ฉีกผิวหนังของปลาอื่น ๆ ยังมีการระบุว่าปลาหมอสีกินเกล็ดไข่ของปลาชนิดอื่นและตัวอ่อนของพวกมันเป็นต้น
การแผ่รังสีแบบปรับตัวของปลาเหล่านี้ไม่เพียง แต่เกิดจากการแสวงหาผลประโยชน์จากสิ่งแปลกใหม่ (อาหาร) เท่านั้น แต่ยังรวมถึงพฤติกรรมและรูปแบบที่อยู่อาศัยบางอย่างที่ได้รับการอธิบายโดยผู้เขียนหลายคน
- พืช
ตัวอย่างของการแผ่รังสีที่ปรับตัวได้คือพืชในหลอดเลือดและการตั้งรกรากของสภาพแวดล้อมบนบก พืชที่มีเส้นเลือดไม่มีเมล็ดปรากฏครั้งแรกในบันทึกซากดึกดำบรรพ์ของ Silurian แต่มีความหลากหลายมากขึ้นในช่วงคาร์บอนิเฟอรัส
การแผ่รังสีที่ปรับตัวได้อย่างกะทันหันของพืชแองจิโอสเปิร์ม (พืชดอก) เกิดขึ้นในจูราสสิกซึ่งในเวลานั้นพวกเขาคิดว่าเกิดจากเฟิร์นที่มีเมล็ด ความซับซ้อนของมันเพิ่มขึ้นเพียงประมาณ 100 ล้านปีก่อน
ในระหว่างการแพร่กระจายของ angiosperms นั่นคือการแผ่รังสีแบบปรับตัวของพวกมันมีการเปลี่ยนอย่างน้อยสามครั้ง: ประการแรกการปรากฏตัวของคาร์เปลจากนั้นการปรากฏตัวของการปฏิสนธิสองครั้งและสุดท้ายการปรากฏตัวของดอกไม้ตามที่เรารู้จักใน นำเสนอ.
อ้างอิง
- Gallardo, M H. (2011). วิวัฒนาการ: เส้นทางแห่งชีวิต (เลขที่ 575 G 162)
- Gavrilets, S. , & Losos, JB (2009). การแผ่รังสีปรับตัว: ทฤษฎีที่แตกต่างกับข้อมูล วิทยาศาสตร์, 323 (5915), 732-737.
- Gavrilets, S. , & Vose, A. (2005). รูปแบบไดนามิกของรังสีปรับตัว การดำเนินการของ National Academy of Sciences, 102 (50), 18040-18045
- Glor, RE (2010). ข้อมูลเชิงลึกทางวิวัฒนาการเกี่ยวกับรังสีปรับตัว การทบทวนนิเวศวิทยาวิวัฒนาการและระบบประจำปี, 41, 251-270
- Rundell, RJ, & Price, TD (2009). การแผ่รังสีแบบปรับตัว, รังสีที่ไม่ปรับเปลี่ยน, การจำลองทางนิเวศวิทยาและการเก็งกำไรที่ไม่ใช่ระบบนิเวศ แนวโน้มของระบบนิเวศและวิวัฒนาการ, 24 (7), 394-399.
- Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011) ชีววิทยา (9th edn). Brooks / Cole, Cengage Learning: สหรัฐอเมริกา
- Stroud, JT, & Losos, JB (2016). โอกาสทางนิเวศวิทยาและรังสีปรับตัว การทบทวนนิเวศวิทยาวิวัฒนาการและระบบประจำปี, 47.
- เทิร์นเนอร์ GF (2007) การฉายรังสีแบบปรับตัวของปลาหมอสี ชีววิทยาปัจจุบัน, 17 (19), R827-R831