Adaptīvā radiācija
Adaptīvā radiācija ir strauja evolūcijas radiācija. Tā ir sugu skaita un daudzveidības palielināšanās katrā līnijā. Tā rezultātā rodas vairāk jaunu sugu, un šīs sugas dzīvo plašākā biotopu diapazonā.
Dažās definīcijās tas ir formulēts kā viena kloda izcelšanās: "Adaptīvā radiācija ir strauja jaunu taksonu izplatīšanās no vienas senču grupas". Tomēr visspilgtākajos gadījumos, piemēram, kā tas notika triasa periodā pēc Zemes vēsturē lielākā izmiršanas notikuma, daudzas līnijas piedzīvoja strauju radiāciju vienlaicīgi. Tam jābūt saistītam ar ekoloģisko nišu pieejamību un relatīvo konkurences trūkumu.
Ediakāra biota ir agrīnas metazoānu radiācijas rezultāts. Vislielākā radiācija notika Kembrija perioda sākumā, kad attīstījās lielākā daļa mūsu dzīvnieku filu: skatīt dzīvnieku filu sarakstu.
Ja konkurences relatīvi nav, grupas dažādojas, lai aizpildītu pieejamās dzīvotnes un nišas. Tas ir evolūcijas process, ko nosaka dabiskā atlase.
Šo terminu ieviesa un apsprieda paleontologs Džordžs Geilords Simpsons (George Gaylord Simpson), kurš deva ieguldījumu mūsdienu evolūcijas sintēzes izveidē. Citi dod priekšroku šī termina nelietošanai. Roberts L. Kerols (Robert L. Carroll) dod priekšroku termina "galvenās evolūcijas pārejas" lietošanai, lai gan izrādās, ka visas vai lielāko daļu no tām varētu raksturot arī kā adaptīvās radiācijas. Citi lieto tādus terminus kā makroevolūcija vai pat megaevolūcija, it kā procesi atšķirtos no tiem, kas notiek zem sugas līmeņa. Evolūcijas teorija paredz, ka visi procesi notiek populāciju līmenī. Tomēr visi ir vienisprātis, ka evolūcijas ātrums mainās, lai arī kā to mērītu.
Attīstoties putnu knābjiem un barošanās metodēm, ievērojami palielinājās putnu sugu skaits. Mūsdienās ir vismaz 9000 putnu sugu, kas ir daudz vairāk nekā zīdītāju sugu.
Izmaiņu ātruma mērīšana
Laiku uzskaiti apgrūtina plaisas fosiliju ierakstos, bieži vien tajos izšķirošajos agrīnajos posmos, kad to skaits ir neliels un ģeogrāfiskā izplatība ir ļoti ierobežota. "Patiesībā gandrīz katrā līnijā ir gari periodi, par kuriem fosilās liecības nav zināmas." lpp. 297. Šīs nepilnības ietekmē mūsu zināšanas par laiku, kā arī par ķermeņa formas un funkciju izmaiņām.
Tomēr, ja īsā laika posmā parādās vairākas izteikti jaunas līnijas, šķiet pamatoti teikt, ka pārmaiņu temps ir bijis pārsteidzoši straujš. Kā piemēru var minēt jaunu rāpuļu grupu parādīšanos augšējā triasa periodā. Lietojot terminu "rāpuļi" plaši, šīs grupas ietver dinozaurus, pterozaurus, Chelonia (bruņurupučus), krokodilomorfus (agrīnās Crocodilia), fitozaurus un nedaudz agrāk (vidējā triasa periodā) arī ihtiozaurus.
Šīs radiācijas notika pēc lielās perma un triasa izmiršanas, kas noslēdza paleozoja ēru. Pašā triasa periodā bija vairāki mazāki (bet tomēr nozīmīgi) izmiršanas gadījumi. Diemžēl triass ir visnabadzīgākais fosilo izrakumu materiāls no visa mezozoja laikmeta.
Cēloņi
Inovācijas
Jaunas iezīmes attīstība var ļaut grupai dažādoties, jo tā ļauj izmantot jaunus dzīves veidus. Spilgtākais piemērs ir klaidoīdā ola, kas attīstījās agrīnajiem amniotiem un ļāva mugurkaulniekiem iekarot sauszemi. Klaidoīdā ola bija jāattīsta vēlākajā devona vai agrīnajā karbona periodā. Abinieki, kas sazarojās pirms šī notikuma, joprojām dēj olas ūdenī, un tāpēc to iespējas izmantot sauszemes vidi ir ierobežotas.
Pieticīgākas inovācijas piemērs ir zīdītāju zobu ceturtā kunkuļa evolūcija. Šī īpašība ļauj ievērojami paplašināt barības produktu klāstu, ar ko var baroties. Tādējādi šīs pazīmes evolūcija ir palielinājusi zīdītājiem pieejamo ekoloģisko nišu skaitu. Šī pazīme dažādās grupās radās vairākas reizes cenozojā, un visos gadījumos tūlīt pēc tam sekoja adaptīvais izstarojums. Putniem lidojuma evolūcija pavēra jaunas iespējas, un notika vismaz divas milzīgas adaptīvās radiācijas (viena pirms un otra pēc K/T izmiršanas notikuma). Vēl pārsteidzošāka bija kukaiņu lidojuma evolūcija, kas izraisīja milzīgu radiāciju mezozoja laikmetā. Pēc tam šīs kukaiņu grupas attīstīja iespējas baroties ar ziedošiem augiem. Tagad to skaits ievērojami pārsniedz visu pārējo dzīvnieku sugu skaitu.
Iespēja
Adaptīvā radiācija bieži notiek, kad organismi nonāk vidē ar neapdzīvotām nišām, piemēram, jaunizveidotā ezerā vai izolētā salu ķēdē. Kolonizējošā(-ās) populācija(-as) var strauji diversificēties un izmantot visas iespējamās nišas. Iespējas rodas, kad veidojas sauszemes tilti starp iepriekš nošķirtām teritorijām un kad sugas nokļūst jaunā vietā pasaulē.
Viktorijas ezerā, izolētā ezerā, kas nesen izveidojies Āfrikas ieplakas ielejā, tikai 15 000 gadu laikā no vienas vecākās sugas radās vairāk nekā 300 cichlid zivju sugu.
Brīvas salas
Havaju salās, kuru platība ir aptuveni 6500 kvadrātkilometru (17 000 km2), ir visdaudzveidīgākā drozofīlo mušu kolekcija pasaulē, kas dzīvo gan lietus mežos, gan kalnu pļavās. Ir zināmas aptuveni 800 Havaju salu drozofilu sugas.
Pētījumi liecina par skaidru sugu "plūsmu" no vecākām uz jaunākām salām. Ir arī gadījumi, kad sugas kolonizējas atpakaļ uz vecākām salām un izlaiž salas, bet tie ir daudz retāki. Saskaņā ar kālija/argoņa radioaktīvo datēšanu pašreizējās salas datētas no 0,4 miljoniem gadu (mya) (Mauna Kea) līdz 10mya (Necker). Vecākais Havaju arhipelāga loceklis, kas joprojām atrodas virs jūras, ir Kure atols, ko var datēt ar 30 mia. Pats arhipelāgs, kas izveidojies Klusā okeāna plātnei pārvietojoties pāri karstajam punktam, ir pastāvējis daudz ilgāk, vismaz līdz krīta laikam. Havaju salas un bijušās salas, kas tagad atrodas zem jūras, veido Havaju un Imperatora jūras kalnu ķēdi, un daudzi zemūdens kalni ir gajoti.
Acīmredzot visas Havaju salās sastopamās drozofīlu sugas ir cēlušās no vienas senču sugas, kas salas kolonizēja pirms aptuveni 20 miljoniem gadu. Turpmāko adaptīvo radiāciju veicināja konkurences trūkums un plašais brīvo nišu klāsts. Lai gan būtu iespējams, ka salu kolonizēja viena grūsna mātīte, tomēr daudz ticamāk, ka tā bija vienas sugas sugas dzīvnieku grupa.
Havaju salu arhipelāgā ir arī citi dzīvnieki un augi, kas piedzīvojuši līdzīgu, lai gan ne tik iespaidīgu adaptācijas radiāciju.
Masveida izmiršana
Pēc masveida izmiršanas parasti seko adaptīvas radiācijas. Pēc izmiršanas notikuma daudzas nišas paliek brīvas. Klasisks piemērs tam ir nepavadoņu dinozauru aizstāšana ar zīdītājiem paleocēnā krīta perioda beigās.
1. A suga migrē no cietzemes uz pirmo salu. 2. Izolēta no cietzemes, A suga attīstās līdz B sugai. 3. B suga migrē uz otro salu. 4. B suga pārtop C sugā. 5. C suga atkal apdzīvo pirmo salu, bet tagad nespēj vairoties ar B sugu. 6. C suga pāriet uz C sugu. C suga migrē uz trešo salu. 7. C suga attīstās par D sugu. 8. C suga pārtop par D sugu. D suga migrē uz pirmo un otro salu. 9. D suga attīstās par E sugu. Šis process var turpināties bezgalīgi, līdz tiek sasniegta liela daudzveidība.
Lielie starojumi
- Kambrijassprādziens: slavenākais no visiem adaptīvajiem starojumiem. Lielākā daļa dzimtu parādījās kembrija laikā vai tieši pirms tā.
- Lidojums: visas lidojošo dzīvnieku formas ir ļoti veiksmīgas.
- Kukaiņu lidojums: Pterygota: vislielākais skaits dzīvo sugu ir lidojoši kukaiņi.
- Putnu lidojums: putnu izcelsme: lielākais sauszemes mugurkaulnieku skaits.
- Augštriasa perioda dinozauru radiācija.
- Augškrīda ziedošo augu radiācija.
Saistītās lapas
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir adaptīvais starojums?
A: Adaptīvā radiācija ir straujš evolūcijas process, kas palielina sugu skaitu un daudzveidību katrā līnijā, radot vairāk jaunu sugu, kas dzīvo plašākā biotopu diapazonā.
Q: Kā darbojas adaptīvā radiācija?
A: Adaptīvā radiācija notiek, grupām dažādojoties, lai aizpildītu pieejamās dzīvotnes un nišas, un tas ir dabiskās atlases virzīts evolūcijas process.
J: Kas ieviesa terminu "adaptīvā radiācija"?
A: Šo terminu ieviesa un apsprieda paleontologs Džordžs Geilords Simpsons (George Gaylord Simpson), kurš deva ieguldījumu mūsdienu evolūcijas sintēzes izveidē.
J: Vai adaptīvā radiācija tiek apzīmēta ar kādu citu terminoloģiju?
A: Roberts L. Kerols (Robert L. Carroll) dod priekšroku terminam "lielās evolūcijas pārejas", lai gan izrādās, ka visas vai lielāko daļu no tām varētu raksturot arī kā adaptīvo radiāciju. Citi lieto tādus terminus kā makroevolūcija vai pat megaevolūcija, it kā procesi atšķirtos no procesiem, kas notiek zem sugas līmeņa.
Vai adaptīvā radiācija notiek populāciju līmenī?
A: Jā, evolūcijas teorija paredz, ka visi procesi notiek populāciju līmenī.
J: Kāds bija viens no agrīnās metazoānu radiācijas piemēriem?
A: Ediakāra biota bija agrīnas metazoānu radiācijas piemērs.
J: Kad attīstījās lielākie dzīvnieku dzimtas pārstāvji?
A: Vislielākās dzīvnieku dzimtas attīstījās kembrija periodā, kad lielākā daļa dzimtu vienlaicīgi piedzīvoja strauju radiāciju, jo bija pieejamas ekoloģiskās nišas un konkurence bija relatīvi maza.
