Evoluția ciocurilor demonstrează cursul radiațiilor adaptive la păsări • Elena Naimark • Știința științifică despre "Elemente" • Evoluția, ornitologia

Evoluția ciocului demonstrează cursul radiațiilor adaptive la păsări.

Fig. 1. Voluntarii au realizat și marcat mai mult de 2.000 de scanări 3D ale ciocurilor diferitelor tipuri de păsări moderne din colecțiile din muzeele Thring și Manchester din istoria naturală. Aceste date au constituit baza pentru un studiu la scară largă a macroevoluției. Imagini de la trump24h.com

Un grup internațional de ornitologi, care au colectat o bază de date extinsă despre forma ciocurilor speciilor de păsări moderne, și-au analizat evoluția ecologică. Oamenii de știință au identificat două etape în radiația adaptivă a păsărilor. În prima etapă, evoluția a condus la dezvoltarea rapidă a întregului spațiu adaptiv. Apoi, cu o evoluție ulterioară, spațiul adaptiv a fost redistribuit și fragmentat în nișe ecologice mai înguste. Rata evoluției ecologice a rămas relativ scăzută. Cu toate acestea, în unele grupuri, aceasta a crescut, totuși, brusc, ceea ce corespundea intrării unor noi zone adaptative neobișnuite sau dezvoltării unor teritorii izolate, cum ar fi insulele. Acest studiu puternic oferă o bază bună pentru un studiu aprofundat al proceselor macroevoluționare.

Cu câțiva ani în urmă, a început proiectul public "Mark My Bird", în care putea participa oricine.Specialiștii de la Universitatea din Sheffield au oferit publicului să meargă pe site și să ajute la marcarea ciocurilor păsărilor scanate cu ajutorul unui scanner 3D. Cei care doresc au fost găsiți! Și cercetătorii au dezvoltat o bază de date digitizată extinsă cu privire la forma ciocurilor a peste 2.000 de specii de păsări din diferite ordine.

Potrivit acestei baze de date, oamenii de știință urmau să identifice modele de macroevoluție a păsărilor legate de ecologia lor. Deoarece forma ciocului reflectă atât tipul de hrană, cât și metoda de producție, această caracteristică poate fi luată ca bază pentru un astfel de studiu. Experții au descoperit gama de variabilitate în forma ciocului pentru specii, familii, grupuri – bune, au existat suficiente date.

Fig. 2. Schimbarea în timp a celor două componente principale, determinând cea mai mare parte a variabilității sub formă de ciocuri. Figura din articolul discutat în natură

Apoi, prin determinarea principalilor parametri ai acestei variabilități prin metoda componentelor principale, le-am comparat cu reconstrucțiile filogenetice adoptate pentru păsări. Și au avut o imagine interesantă a raportului dintre ratele de radiații ecologice și morfologice (genetice). Primul este calculat din intervalul de variații ale parametrilor semnificativi ai ciocurilor pe unitate de timp (1 milion ani). Iar al doilea, evident, reflectă numărul de ramuri pe arborii filogenetici.Sa dovedit că rata radiațiilor de mediu a fost ridicată în perioada inițială a evoluției păsărilor – apoi a crescut foarte puternic. Apoi, în a doua fază, aceasta a scăzut rapid, rămânând relativ constantă.

Fig. 3. Indicatorii diversității mediului în timp (în stânga) și rata relativă de schimbare a acestui indicator, adică rata de evoluție "ecologică" (în dreapta). flori Sunt prezentate calcule pentru diferite reconstrucții filogenetice pentru ambele componente principale. Figura din articolul discutat în natură

Dar rata de speciație nu a scăzut în această a doua fază. Aceasta înseamnă că spațiul ecologic sau adaptiv, care a fost rapid ocupat în prima etapă, a fost redistribuit între specii noi, a fost împărțit în zone adaptabile mai mici. Aceasta din urmă determină calea către apariția speciilor foarte specializate. Pe fondul ratei generale scăzute a evoluției ecologice, totuși aceasta a crescut brusc în linii separate. Astfel de vârfuri individuale sunt asociate cu apariția speciilor specializate care au ocupat zone neobișnuite de adaptare. Printre acestea se numără rinocerii din Siberia, tropicali, unii dintre Anseriforme; aceste grupuri specializate se caracterizează printr-un număr mic de specii din genuri.Oamenii de știință conectează creșterea ratei de evoluție ecologică în linii individuale cu radiații rapide într-un spațiu adaptabil neocupat. Aceasta este fie o inovare morfologică neobișnuită, fie o radiație insulară. Reprezentantul grupului, lovind o insulă slab populată, poate da naștere la o grămadă de specii înrudite, care sunt ecologic similare cu speciile continentale care nu au legătură.

Fig. 4. Arbore copilogenetic al păsărilor moderne, pe care se află flori a indicat rata evoluției ecologice de la nivelul minim (albastru) la maxim (roșu închis). Triunghiuri gri au înregistrat creșteri accentuate ale ratei de evoluție ecologică a liniilor individuale. Figura din articolul discutat în natură

Acești cititori care sunt familiarizați cu dezvoltarea conceptelor macroevoluționare vor recunoaște cel mai probabil în faza inițială de evoluție rapidă adaptivă așa-numita radiație adaptivă (H. Osborn, 1902. Legea Radiației Adaptive), typogeneza (O. N. Schindewolf, 1950. Întrebări de bază în paleontologie ), "evoluția incoerentă", "taxonomia juvenilă" (vezi A. V. Markov, E. B. Naimark, 1998. Legile cantitative ale macroevoluției), "divergenta extinsă" (vezi A. V. Markov, E. B. Naimark, 1998.Gradul de dezvoltare a taxonilor supraspecifici) și conceptul de "populație arogenă" apropiată de acestea. Judecând prin lucrările citate în articol, o astfel de înțelegere a legilor macroevoluționale devine acum dominantă. Cu alte cuvinte, existența a două etape specifice în macroevoluția taxonului nu este o idee nouă. Dar aici este necesar să nu acordăm atenție atât ideii însăși, cât și interpretării ei din punctul de vedere al constanței vitezei procesului microevolutiv, darwinian. Autorii, amintind de ideile lui Simpson (J.G. Simpson, 1948. Ratele și formele de evoluție) despre o creștere spasmodică a ratelor de evoluție în diferite grupe de animale, oferă dovezi concrete că, cu o selecție constantă pentru fitness, rata de speciație poate crește dramatic. Acest lucru se datorează dezvoltării de noi spații adaptive.

Autorii nu au îndrăznit să abordeze varietatea fosilă a păsărilor, deși, atunci când discutăm despre macroevoluție și reconstrucții ale trecutului, testarea ipotezelor privind materialele fosile pare destul de logică. Au dezabonat că ciocurile din statul fosil sunt rareori bine păstrate (și acest lucru este adevărat).Nu există nicio îndoială că cronica fosilă a păsărilor va confirma concluziile privind existența a două etape în radiația lor ecologică, despre specializare atunci când intră în noi spații adaptive (a se vedea revizuirea privind păsările fosile: Capul, picioarele, coada – o cursă a tehnologiilor în evoluția păsărilor " Biologie generală ", t. 76, 2015).

Sursa: Christopher R. Cooney, Jen A. Bright, Elliot J. R. Capp, Angela M. Chira, Emma C. Hughes, Christopher J. A. Moody, Lara O. Nouri, Zoë K. Varley, Gavin H. Thomas. Dinamica evoluției dinamice a păsărilor de radiație // Natura. 2017. DOI: 10.1038 / natura21074.

Elena Naimark


Like this post? Please share to your friends:
Lasă un răspuns

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: