Prisitaikanti spinduliuotė
Adaptyvioji radiacija yra greita evoliucinė radiacija. Tai yra rūšių skaičiaus ir įvairovės didėjimas kiekvienoje linijoje. Jos metu susidaro daugiau naujų rūšių, o tos rūšys gyvena įvairesnėse buveinėse.
Kai kuriose apibrėžtyse tai apibūdinama kaip vieno klodo radiacija: "Adaptyvioji radiacija - tai greitas naujų taksonų plitimas iš vienos protėvių grupės". Tačiau pačiais ryškiausiais atvejais, kaip antai triase po didžiausio Žemės istorijoje išnykimo, vienu metu sparčiai radiacija vyko daugelyje linijų. Tai turi būti susiję su ekologinių nišų prieinamumu ir santykiniu konkurencijos nebuvimu.
Ediakaro biota buvo ankstyvosios metazoanų radiacijos rezultatas. Didžiausia radiacija įvyko kambro periodo pradžioje, kai išsivystė dauguma mūsų gyvūnų filų: žr. gyvūnų filų sąrašą.
Santykinai nesant konkurencijos, grupės diversifikuojasi, kad užpildytų turimas buveines ir nišas. Tai evoliucinis procesas, kurį lemia natūralioji atranka.
Šį terminą įvedė ir aptarė George'as Gaylordas Simpsonas, paleontologas, prisidėjęs prie šiuolaikinės evoliucijos sintezės. Kiti mieliau šio termino nevartoja. Robertas L. Kerolas (Robert L. Carroll) mieliau vartoja terminą pagrindiniai evoliuciniai perėjimai, nors, pasirodo, visus ar daugumą jų taip pat galima apibūdinti kaip adaptyviąsias radiacijas. Kiti vartoja tokius terminus kaip makroevoliucija ar net megaevoliucija, tarsi šie procesai skirtųsi nuo procesų, vykstančių žemiau rūšių lygio. Evoliucijos teorijos dalis yra ta, kad visi procesai vyksta populiacijų lygmeniu. Tačiau visi sutinka, kad evoliucijos greitis kinta, kad ir kaip jis būtų matuojamas.
Paukščių snapų ir maitinimosi būdų evoliucija lėmė didelį paukščių rūšių skaičiaus augimą. Šiuo metu gyvena ne mažiau kaip 9 000 paukščių rūšių, t. y. kur kas daugiau nei žinduolių.
Pokyčių greičio matavimas
Įrašų apie laiką trūksta dėl iškastinių fosilijų spragų, dažnai tose svarbiausiose ankstyvosiose stadijose, kai jų skaičius yra mažas, o geografinis paplitimas labai ribotas. "Iš tikrųjų beveik kiekvienoje giminėje yra ilgų laikotarpių, apie kuriuos iškastiniai duomenys nėra žinomi". p297 Šios spragos daro įtaką mūsų žinioms apie laiką, kūno formos ir funkcijų pokyčius.
Vis dėlto, kai per trumpą laiką atsiranda kelios aiškiai naujos linijos, galima teigti, kad pokyčiai buvo stebėtinai greiti. Pavyzdys galėtų būti naujų roplių grupių atsiradimas viršutiniame triase. Plačiai vartojant terminą "ropliai", šioms grupėms priskiriami dinozaurai, pterozaurai, chelonijos (vėžliai), krokodiloforai (ankstyvieji Crocodilia), fitozaurai, o kiek anksčiau (viduriniame triase) - ichtiozaurai.
Šios radiacijos įvyko po didžiojo permo ir triaso periodo išnykimo, kuris užbaigė paleozojaus erą. Pačiame triase buvo keli mažesni (bet vis tiek reikšmingi) išmirimai. Deja, triaso periodo fosilijų duomenys yra skurdžiausi iš visų mezozojaus epochų.
Priežastys
Inovacijos
Naujos savybės atsiradimas gali leisti grupei įvairėti, nes dėl jos atsiranda nauji gyvenimo būdai. Ryškiausias pavyzdys - ankstyvuosiuose amniotuose išsivystęs kleivinis kiaušinėlis, kuris leido stuburiniams gyvūnams įsitvirtinti sausumoje. Cleidoidinis kiaušinėlis turėjo išsivystyti vėlyvajame devone arba ankstyvajame karbone. Varliagyviai, kurie išsiskyrė prieš šį įvykį, vis dar deda kiaušinius į vandenį, todėl jų galimybės išnaudoti sausumos aplinką yra ribotos.
Kuklesnės naujovės pavyzdys - žinduolių danties ketvirtojo krūminio danties evoliucija. Dėl šio požymio labai padidėjo maisto produktų, kuriais galima maitintis, įvairovė. Taigi šio požymio evoliucija padidino žinduoliams prieinamų ekologinių nišų skaičių. Šis požymis kainozojaus laikotarpiu įvairiose grupėse atsirado keletą kartų, ir kiekvienu atveju iš karto po to sekė adaptyvioji radiacija. Paukščiams skrydžio evoliucija atvėrė naujas galimybes, ir įvyko bent dvi didžiulės adaptacinės radiacijos (viena prieš K/T išnykimą ir kita po jo). Dar ryškesnė buvo vabzdžių skraidymo evoliucija, kuri mezozojaus eroje sukėlė didžiulę radiaciją. Tuomet šios vabzdžių grupės sukūrė būdus maitintis žydinčiais augalais. Dabar jų skaičius gerokai viršija visų kitų gyvūnijos formų skaičių.
Galimybė
Adaptyvusis spinduliavimas dažnai vyksta, kai organizmai patenka į aplinką, kurioje yra neužimtų nišų, pavyzdžiui, naujai susiformavusį ežerą arba izoliuotą salų grandinę. Kolonizuojanti (-os) populiacija (-os) gali sparčiai diversifikuotis ir išnaudoti visas įmanomas nišas. Galimybės atsiranda, kai susidaro sausumos tiltai tarp anksčiau buvusių atskirų teritorijų ir kai rūšys patenka į naują pasaulio vietą.
Viktorijos ežere, izoliuotame ežere, kuris neseniai susiformavo Afrikos plynaukštės slėnyje, vos per 15 000 metų iš vienos tėvinės rūšies išsivystė daugiau kaip 300 cichlidų rūšių.
Laisvos salos
Havajų salose, kurių plotas apie 6500 kv. mylių (17 000 km2), gyvena įvairiausios pasaulyje drozofilinės musės - nuo atogrąžų miškų iki kalnų pievų. Žinoma apie 800 Havajų drozofilių rūšių.
Tyrimai rodo aiškų rūšių "srautą" iš senesnių į naujesnes salas. Taip pat pasitaiko atvejų, kai rūšys grįžta į senesnes salas ir jas aplenkia, tačiau tai pasitaiko daug rečiau. Pagal kalio ir argono radioaktyvųjį datavimą dabartinės salos datuojamos nuo 0,4 mln. metų (mya) (Mauna Kea) iki 10mya (Necker). Seniausias Havajų salyno narys, vis dar esantis virš jūros, yra Kure atolas, kurio data siekia 30 mya. Pats salynas, susidaręs Ramiojo vandenyno plokštei judant per karštąjį tašką, egzistuoja kur kas ilgiau, bent jau iki kreidos periodo. Havajų salos ir buvusios salos, kurios dabar yra po vandeniu, sudaro Havajų ir Imperatoriaus povandeninių kalnų grandinę, o daugelis povandeninių kalnų yra vaikotai.
Visos Havajuose gyvenančios vietinės drozofilų rūšys, matyt, kilo iš vienos protėvių rūšies, kuri salas kolonizavo maždaug prieš 20 milijonų metų. Vėlesnę adaptacinę radiaciją skatino konkurencijos stoka ir didelė laisvų nišų įvairovė. Nors salą galėjo kolonizuoti viena nėščia patelė, tačiau labiau tikėtina, kad tai buvo tos pačios rūšies atstovų grupė.
Havajų salyne yra ir kitų gyvūnų bei augalų, kurie patyrė panašų, nors ir ne tokį įspūdingą, adaptacinį spinduliavimą.
Masiniai išmirimai
Po masinių išmirimų paprastai įvyksta adaptyvios radiacijos. Po išnykimo lieka daug laisvų nišų. Klasikinis to pavyzdys - kreidos pabaigoje išnykusių dinozaurų pakeitimą žinduoliais paleocene.
1. A rūšis migruoja iš žemyno į pirmąją salą. 2. Izoliuota nuo žemyno A rūšis evoliucionuoja į B rūšį. 3. B rūšis migruoja į antrąją salą. 4. B rūšis išsivysto į C rūšį. 5. C rūšis vėl apgyvendina pirmąją salą, bet dabar negali daugintis su B rūšimi. 6. C rūšis migruoja į trečiąją salą. 7. C rūšis išsivysto į D rūšį. 8. D rūšis migruoja į pirmąją ir antrąją salą. 9. Rūšis D išsivysto į rūšį E. Šis procesas gali tęstis be galo, kol bus pasiekta didelė įvairovė.
Didysis spinduliavimas
- Kambrosprogimas: garsiausias iš visų adaptyviųjų spinduliavimų. Dauguma filų atsirado kambro periodu arba prieš pat jį.
- Skrydis: visos skraidančių gyvūnų formos yra labai sėkmingos
- Vabzdžių skraidymas: Pterygota: daugiausiai gyvenančių rūšių yra skraidantys vabzdžiai.
- Paukščių skrydis: paukščių kilmė: didžiausias sausumos stuburinių skaičius.
- Viršutinio triaso dinozaurų radiacija.
- Žydinčių augalų radiacija viršutinėje kreidoje.
Susiję puslapiai
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra adaptyvioji spinduliuotė?
Atsakymas: Adaptyvioji radiacija yra greitas evoliucijos procesas, kurio metu kiekvienoje linijoje padidėja rūšių skaičius ir įvairovė, todėl atsiranda daugiau naujų rūšių, gyvenančių įvairesnėse buveinėse.
K: Kaip veikia adaptyvioji radiacija?
A. Adaptyvioji radiacija vyksta grupėms diversifikuojantis, kad užpildytų turimas buveines ir nišas, o tai yra evoliucinis procesas, kurį lemia natūralioji atranka.
K: Kas įvedė terminą "adaptyvioji radiacija"?
A.: Šį terminą įvedė ir aptarė George'as Gaylordas Simpsonas, paleontologas, prisidėjęs prie šiuolaikinės evoliucijos sintezės.
K: Ar yra dar kokių nors terminų, kuriais apibūdinama adaptyvioji radiacija?
A: Robertas L. Carrollas mieliau vartoja terminą pagrindiniai evoliuciniai perėjimai, nors, pasirodo, visus ar daugumą jų taip pat galima apibūdinti kaip adaptyviąją spinduliuotę. Kiti vartoja tokius terminus kaip makroevoliucija ar net megaevoliucija, tarsi šie procesai skirtųsi nuo procesų, vykstančių žemiau rūšių lygio.
Klausimas: Ar adaptyvioji radiacija vyksta populiacijos lygmeniu?
Atsakymas: Taip, evoliucijos teorijoje numatyta, kad visi procesai vyksta populiacijų lygmeniu.
K: Koks buvo vienas iš ankstyvųjų metazoanų radiacijos pavyzdžių?
A: Ediakaro biota buvo ankstyvosios metazoanų radiacijos pavyzdys.
K: Kada išsivystė didžiausi gyvūnų filai?
A: Didžiausi gyvūnų filosofai išsivystė kambro periode, kai dauguma filosofų sparčiai radiavo vienu metu dėl ekologinių nišų prieinamumo ir santykinai mažos konkurencijos.
