адаптивное излучение
Адаптивное излучение - это быстрое эволюционное излучение. Она представляет собой увеличение количества и разнообразия видов в каждой родословной. Она порождает больше новых видов, и эти виды живут в более широком ареале.
В некоторых определениях это выражение выражено в терминах одной клады: "Адаптивное излучение - это быстрое распространение новых таксонов из одной группы предков". Однако в наиболее поразительных случаях, например, в триасе после крупнейшего в истории Земли события вымирания, многие линии одновременно подверглись быстрому облучению. Это должно быть связано с наличием экологических ниш и относительным отсутствием конкуренции.
Эдиакаранская биота была результатом раннего метазоанального излучения. Наибольшее излучение произошло в начале кембрийского периода, когда большинство фила наших животных эволюционировало: см. список фила животных.
При относительном отсутствии конкуренции группы диверсифицируются для заполнения имеющихся местообитаний и ниш. Это эволюционный процесс, движущей силой которого является естественный отбор.
Этот термин был представлен и обсужден Джорджем Гейлордом Симпсоном, палеонтологом, внесшим свой вклад в современный эволюционный синтез. Другие предпочитают не использовать этот термин. Роберт Л. Кэрролл предпочитает использовать термин основные эволюционные переходы, хотя оказывается, что все или большинство из них также можно описать как адаптивные излучения. Другие используют такие термины, как макроэволюция или даже мегаэволюция, как будто эти процессы отличаются от процессов, происходящих ниже видового уровня. Частью эволюционной теории является то, что все процессы происходят на уровне популяций. Однако все согласны с тем, что скорость эволюции меняется, как бы она ни измерялась.
Эволюция клювов птиц и методы их кормления привели к значительному увеличению числа видов птиц. Здесь обитает не менее 9000 видов птиц, намного больше, чем млекопитающие.
Измерение темпов изменения
Рекордные данные о сроках не могут быть подтверждены пробелами в ископаемых окаменелостях, часто на тех решающих ранних стадиях, когда численность населения низка, а географическое распределение сильно ограничено. "Эти пробелы влияют на наши знания о времени, а также об изменениях в форме и функциях тела.
Тем не менее, когда в течение короткого промежутка времени появляется несколько отчетливо выраженных новых линий, представляется разумным сказать, что темп изменений был удивительно быстрым. Примером может служить появление новых групп рептилий в верхней триасе. Используя термин "рептилия" в широком смысле, эти группы включают динозавров, птерозавров, челонию (черепахи), крокодиломорфов (ранняя крокодиллия), фитозавров и ихтиозавров немного раньше (среднее триасовое).
Эти излучения произошли после великого события пермско-триасового вымирания, которое завершило палеозойскую эпоху. В самом триасе было несколько меньших (но все же значительных) вымираний. К сожалению, триасовый имеет самый низкий уровень ископаемых за всю мезозойскую эру.
Причины
Инновация
Эволюция новой функции может позволить группе разнообразить, потому что она делает возможным новый образ жизни. Наиболее ярким примером является клейдоическое яйцо, которое развивалось в ранних амниотах и позволяло позвоночным вторгаться на землю. Клейдоическое яйцо должно было быть разработано в новейшем девонском или раннем карбоне. Амфибии, которые разветвились до этого события, все еще откладывают свои яйца в воду, и поэтому они ограничены в степени, в которой они могут эксплуатировать наземную среду обитания.
Примером более скромного нововведения может служить эволюция четвертого зубного бугра у млекопитающих. Эта черта позволяет значительно расширить ассортимент продуктов питания, которыми можно питаться. Эволюция этого признака, таким образом, увеличила количество экологических ниш, доступных для млекопитающих. Этот признак возникал несколько раз в разных группах во время кайнозоя, и в каждом случае сразу же сопровождался адаптивным излучением. С птицами эволюция полета открыла новые возможности, и произошло, по крайней мере, два огромных адаптивных излучения (одно до и одно после вымирания К/Т). Еще более поразительной была эволюция полета насекомых, которая привела к огромной радиации в мезозойскую эпоху. Затем эти группы насекомых разработали способы питания на цветущих растениях. Сейчас они значительно превосходят все другие формы животного мира.
Возможность
Адаптивное излучение часто происходит, когда организмы входят в среду с незанятыми нишами, например, во вновь образованное озеро или изолированную островную цепь. Колонизирующаяся(ые) популяция(и) может(ут) быстро диверсифицироваться и использовать все возможные ниши. Возможности появляются, когда между ранее разделенными территориями образуются сухопутные мосты, а также всякий раз, когда виды попадают на новое место в мире.
В озере Виктория, изолированном озере, которое недавно образовалось в Африканской рифтовой долине, более 300 видов цихлидовых рыб излучали излучение от одного вида-родителя всего за 15 000 лет.
острова Вакант
Примерно на 6500 кв. милях (17 000 км2) Гавайские острова имеют самую разнообразную в мире коллекцию дрозофильных мух, обитающих от тропических лесов до горных лугов. Известно около 800 гавайских видов дрозофилидов.
Исследования показывают четкий "поток" видов со старых островов на новые. Имеются также случаи колонизации старых островов и пропуска островов, но они встречаются гораздо реже. По данным радиоактивной датировки по калию/аргону, нынешние острова датируются от 0,4 млн. лет назад (мья) (Мауна Кеа) до 10 мья (Неккер). Самым старым участком Гавайского архипелага, который еще находится над морем, является атолл Куре, который может быть датирован 30 мья. Сам архипелаг, созданный Тихоокеанской плитой, перемещающейся над горячей точкой, существовал гораздо дольше, по крайней мере, в меловой зоне. Гавайские острова плюс бывшие острова, которые сейчас находятся под морем, составляют гавайско-эмператорскую подводную горную цепь, а многие подводные горы - гайоты.
Все аборигенные виды дрозофилидов, представленные на сайте Hawaiʻi, по-видимому, произошли от одного из предковых видов, которые колонизировали острова, около 20 миллионов лет назад. Последующая адаптивная радиация была вызвана отсутствием конкуренции и большим разнообразием пустующих ниш. Несмотря на то, что на острове могла заселиться одинокая беременная самка, скорее всего, это была группа из одного вида.
На Гавайском архипелаге есть и другие животные и растения, которые подверглись подобным, если не менее зрелищным, адаптивным излучениям.
массовые вымирания
Адаптивное излучение обычно следует за массовым вымиранием. После вымирания многие ниши остаются свободными. Классическим примером этого является замена не птичьих динозавров в конце мелового периода на млекопитающих в палеоцене.
1. Вид А мигрирует с материка на первый остров. 2. Изолированный от материка, вид A эволюционирует в вид B. 3. Вид В мигрирует на второй остров. 4. Вид В развивается в виде С. 5. Вид С переколонизирует первые острова, но в настоящее время не может размножаться с видом В. 6. Вид С мигрирует на третий остров. 7. Вид С развивается в вид D. 8. Вид D мигрирует на первый и второй острова. 9. Вид D эволюционирует в вид E. Этот процесс может продолжаться бесконечно до тех пор, пока не будет достигнуто большое разнообразие.
Великие излучения
- Кембрийскийвзрыв: самое известное из всех адаптивных излучений. Большинство фила появилось во время или непосредственно перед Кембрийским взрывом.
- Полет: все формы летающих животных очень успешны.
- Полет в насекомых: Птеригота: наибольшее количество живых видов - летучие насекомые.
- Полёт в птицах: происхождение птиц: наибольшее количество сухопутных позвоночных.
- Верхнее триасовое излучение динозавров.
- Верхнемеловое излучение цветковых растений.
Связанные страницы
Вопросы и ответы
В: Что такое адаптивное излучение?
О: Адаптивная радиация - это быстрый эволюционный процесс, который увеличивает количество и разнообразие видов в каждой линии, производя больше новых видов, живущих в более широком диапазоне сред обитания.
В: Как работает адаптивная радиация?
О: Адаптивная радиация происходит путем диверсификации групп для заполнения доступных мест обитания и ниш, что является эволюционным процессом, управляемым естественным отбором.
В: Кто ввел термин "адаптивная радиация"?
О: Этот термин был введен и обсуждался Джорджем Гейлордом Симпсоном, палеонтологом, который внес вклад в современный эволюционный синтез.
В: Существует ли какая-либо другая терминология, используемая для обозначения адаптивной радиации?
О: Роберт Л Кэрролл предпочитает использовать термин основные эволюционные переходы, хотя оказывается, что все или большинство из них также могут быть описаны как адаптивные излучения. Другие используют такие термины, как макроэволюция или даже мегаэволюция, как будто эти процессы отличаются от тех, которые происходят ниже уровня вида.
В: Происходит ли адаптивная радиация на уровне популяции?
О: Да, это часть эволюционной теории, согласно которой все процессы происходят на уровне популяций.
В: Каков один из примеров ранней радиации метазоанов?
О: Эдиакарская биота была примером ранней метазойской радиации.
В: Когда развились самые крупные животные филы?
О: Самые крупные животные филы развивались в течение Кембрийского периода, когда большинство фил подверглись быстрой радиации одновременно из-за доступности экологических ниш и относительно слабой конкуренции.
