Radiacja adaptacyjna
Promieniowanie adaptacyjne to szybkie promieniowanie ewolucyjne. Jest to wzrost liczby i różnorodności gatunków w każdym rodzie. Wytwarza ono więcej nowych gatunków, a gatunki te żyją w szerszym zakresie siedlisk.
W niektórych definicjach mówi się o tym w kategoriach jednej klady: "Promieniowanie adaptacyjne to szybkie rozprzestrzenianie się nowych taksonów z jednej grupy przodków". Jednak w najbardziej uderzających przypadkach, takich jak te, które miały miejsce w triasie po największym wyginięciu w historii Ziemi, wiele linii zostało jednocześnie poddanych gwałtownemu promieniowaniu. Musi to mieć coś wspólnego z dostępnością nisz ekologicznych i względnym brakiem konkurencji.
Fauny i flory Ediacaran były wynikiem wczesnego promieniowania metazoanowego. Największe promieniowanie spośród wszystkich miało miejsce na początku okresu kambryjskiego, kiedy to większość naszej fauny zwierzęcej ewoluowała: patrz Lista fauny zwierzęcej.
W warunkach względnego braku konkurencji, grupy różnicują się, aby wypełnić dostępne siedliska i nisze. Jest to proces ewolucyjny napędzany przez selekcję naturalną.
Termin ten został wprowadzony i omówiony przez George'a Gaylorda Simpsona, paleontologa, który przyczynił się do współczesnej syntezy ewolucyjnej. Inni wolą nie używać tego terminu. Robert L Carroll woli używać terminu "główne przejścia ewolucyjne", choć okazuje się, że wszystkie lub większość z nich można również określić jako adaptacyjne promieniowanie. Inni używają terminów takich jak makroewolucja, a nawet megaewolucja, tak jakby procesy te różniły się od tych, które zachodzą poniżej poziomu gatunku. Częścią teorii ewolucji jest to, że wszystkie procesy zachodzą na poziomie populacji. Wszyscy jednak zgadzają się, że prędkość ewolucji zmienia się, niezależnie od tego, jak jest mierzona.
Ewolucja dziobów ptaków i metod ich karmienia doprowadziła do znacznego wzrostu liczby gatunków ptaków. Istnieje co najmniej 9.000 żywych gatunków ptaków, znacznie więcej niż ssaków.
Pomiar wskaźników zmian
Rekordy czasowe są uzupełniane przez luki w zapisie kopalnym, często na tych kluczowych wczesnych etapach, kiedy liczba jest niska, a rozmieszczenie geograficzne jest poważnie ograniczone. "W rzeczywistości w prawie każdym rodzie istnieją długie okresy, dla których zapis kopalny pozostaje nieznany". s. 297 Te luki wpływają na naszą wiedzę na temat czasu oraz zmian w kształcie i funkcji ciała.
Niemniej jednak, gdy w krótkim czasie pojawia się kilka wyraźnie nowych linii, wydaje się uzasadnione stwierdzenie, że tempo zmian było zaskakująco szybkie. Przykładem może być pojawienie się nowych grup reptiliańskich w Górnym Triasie. Używając terminu "gady" szeroko, grupy te obejmują dinozaury, pterozaury, chelonię (żółwie), krokodyleomorfy (wczesne krokodyle), fitozaury i ichtiozaury nieco wcześniej (trias środkowy).
Promieniowanie to miało miejsce po wielkim wydarzeniu wymarcia permsko-triasowego, które zakończyło epokę paleozoiczną. Sam trias miał kilka mniejszych (ale wciąż znaczących) wyginięć. Niestety, trias ma najbiedniejszy zapis kopalny w całej epoce mezozoicznej.
Przyczyny
Innowacja
Ewolucja nowej cechy może pozwolić na zróżnicowanie grupy, ponieważ umożliwia nowe sposoby życia. Najbardziej uderzającym przykładem jest jajo cleidoic, które rozwinęło się we wczesnych płodozmianach i pozwoliło kręgowcom na wtargnięcie na ten teren. Jajo kliydynowe musi być rozwinięte w ostatnim dewońskim lub wczesnym karbonie. Płazy, które rozgałęziały się przed tym wydarzeniem, nadal składają swoje jaja w wodzie, a więc są ograniczone w zakresie, w jakim mogą eksploatować środowisko lądowe.
Przykładem skromniejszej innowacji jest ewolucja czwartego guzka w zębie ssaka. Cecha ta pozwala na znaczne zwiększenie asortymentu środków spożywczych, którymi można się żywić. Ewolucja tej cechy zwiększyła tym samym liczbę nisz ekologicznych dostępnych dla ssaków. W okresie kenozoiku cecha ta powstawała wielokrotnie w różnych grupach, a w każdym przypadku natychmiast następowało po niej promieniowanie adaptacyjne. Wraz z pojawieniem się ptaków ewolucja lotu otworzyła nowe możliwości i pojawiły się co najmniej dwa ogromne promieniowanie adaptacyjne (jedno przed i jedno po wyginięciu K/T). Jeszcze bardziej uderzająca była ewolucja lotu owadów, która doprowadziła do ogromnego promieniowania w erze mezozoicznej. Następnie te grupy owadów opracowały sposoby żerowania na kwitnących roślinach. Obecnie przewyższają one dość znacznie wszystkie inne formy życia zwierząt.
Okazja
Adaptacyjne promieniowanie często występuje, gdy organizmy dostają się do środowisk z niezajętymi niszami, takich jak nowo utworzone jezioro lub odizolowany łańcuch wyspowy. Kolonizująca(e) populacja(y) może(ą) szybko się różnicować i wykorzystywać wszystkie możliwe nisze. Okazje pojawiają się, gdy pomiędzy obszarami, które wcześniej były od siebie oddzielone, tworzą się mosty lądowe i gdy gatunki docierają w nowe miejsce na świecie.
W Jeziorze Wiktorii, odizolowanym jeziorze, które niedawno powstało w afrykańskiej dolinie szczelinowej, ponad 300 gatunków pielęgnic wypromieniowało w ciągu zaledwie 15.000 lat jeden gatunek rodzicielski.
Wolne wyspy
Na powierzchni około 6.500 m² (17.000 km2) Wyspy Hawajskie mają najbardziej zróżnicowaną kolekcję much drozofilnych na świecie, żyjących od lasów deszczowych po górskie łąki. Znanych jest około 800 hawajskich gatunków drosofilów.
Badania wykazują wyraźny "przepływ" gatunków ze starszych do nowszych wysp. Zdarzają się również przypadki kolonizacji z powrotem na starsze wyspy i przeskakiwania wysp, ale są one znacznie rzadsze. Według dat radioaktywności potasu/argonu obecne wyspy pochodzą sprzed 0,4 miliona lat (mya) (Mauna Kea) do 10mya (Necker). Najstarszym członkiem archipelagu Hawajów nadal znajdującym się nad morzem jest Atol Kure, który może być datowany na 30 mya. Sam archipelag, produkowany przez płytę pacyficzną poruszającą się w gorącym miejscu, istnieje już znacznie dłużej, przynajmniej w kredzie. Hawajskie wyspy oraz dawne wyspy, które obecnie znajdują się pod morzem, tworzą łańcuch gór podwodnych Hawajean-Emperor; a wiele z podwodnych gór to guyoty.
Wszystkie rodzime gatunki drozofilów na stronie Hawaiʻi pochodzą najwyraźniej od jednego gatunku przodków, który skolonizował wyspy, około 20 milionów lat temu. Późniejsze promieniowanie adaptacyjne zostało pobudzone przez brak konkurencji i dużą ilość pustych nisz. Chociaż możliwe jest skolonizowanie wyspy przez pojedynczą ciężarną samicę, jest bardziej prawdopodobne, że była to grupa z tego samego gatunku.
Istnieją inne zwierzęta i rośliny na archipelagu hawajskim, które przeszły podobne, choć mniej spektakularne, adaptacyjne promieniowanie.
Masowe wyginięcia
Promieniowanie adaptacyjne zazwyczaj towarzyszy masowemu wyginięciu. Po wyginięciu wiele nisz pozostaje pustych. Klasycznym przykładem jest zastąpienie dinozaurów innych niż jawajskie na końcu kredy ssakami w paleocenie.
1. Gatunek A migruje ze stałego lądu na pierwszą wyspę. 2. Odizolowany od lądu gatunek A ewoluuje do gatunku B. 3. Gatunek B migruje na drugą wyspę. 4. Gatunek B rozwija się w gatunek C. 5. Gatunek C rekonolonizuje pierwszą wyspę, ale nie jest już w stanie rozmnażać się z gatunkiem B. 6. Gatunek C migruje na trzecią wyspę. 7. Gatunek C rozwija się w gatunek D. 8. Gatunek D migruje na pierwszą i drugą wyspę. 9. Gatunek D przekształca się w gatunek E. Proces ten może trwać w nieskończoność, aż do osiągnięcia dużej różnorodności.
Wielkie promieniowanie
- Eksplozjakambryjska: najbardziej znana ze wszystkich adaptacyjnych promieni. Większość filarów pojawiła się podczas lub tuż przed kambryjską eksplozją.
- Lot: wszystkie formy zwierząt latających odnoszą duże sukcesy
- Lot u owadów: Pterygota: największa liczba żywych gatunków to owady latające.
- Lot u ptaków: pochodzenie ptaków: największa liczba kręgowców lądowych.
- Promieniowanie górnego triasu dinozaurów.
- Górnokredowe promieniowanie roślin kwitnących.
Powiązane strony
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest promieniowanie adaptacyjne?
O: Promieniowanie adaptacyjne jest szybkim procesem ewolucyjnym, który zwiększa liczbę i różnorodność gatunków w każdej linii, tworząc więcej nowych gatunków, które żyją w szerszym zakresie siedlisk.
P: Jak działa promieniowanie adaptacyjne?
O: Promieniowanie adaptacyjne polega na różnicowaniu się grup w celu wypełnienia dostępnych siedlisk i nisz, co jest procesem ewolucyjnym napędzanym przez dobór naturalny.
P: Kto wprowadził termin "promieniowanie adaptacyjne"?
O: Termin ten wprowadził i omówił George Gaylord Simpson, paleontolog, który przyczynił się do powstania nowoczesnej syntezy ewolucyjnej.
P: Czy istnieje jakaś inna terminologia dotycząca promieniowania adaptacyjnego?
O: Robert L Carroll woli używać terminu główne przejścia ewolucyjne, chociaż okazuje się, że wszystkie lub większość z nich można również określić jako promieniowanie adaptacyjne. Inni używają terminów takich jak makroewolucja lub nawet megaewolucja, tak jakby procesy te różniły się od tych, które zachodzą poniżej poziomu gatunku.
P: Czy promieniowanie adaptacyjne ma miejsce na poziomie populacji?
O: Tak, częścią teorii ewolucji jest to, że wszystkie procesy zachodzą na poziomie populacji.
P: Jaki był przykład wczesnej radiacji metazoanów?
O: Biota ediakaru była przykładem wczesnej radiacji metazoan.
P: Kiedy rozwinęły się największe grupy zwierząt?
O: Największe grupy zwierząt powstały w okresie kambryjskim, kiedy to większość grup uległa szybkiej radiacji jednocześnie ze względu na dostępność nisz ekologicznych i stosunkowo niewielką konkurencję.
