Điều gì xảy ra khi động vật tiến hóa trong sự cách ly?

Bạn đã bao giờ tự hỏi làm thế nào mà gấu Bắc Cực lại có màu trắng? Nó có ý nghĩa hoàn hảo; những con gấu trắng hòa vào địa hình bắc cực màu trắng một cách dễ dàng. Điều đó khiến con mồi khó thấy chúng đến gần, và điều này đã cho phép chúng tồn tại hàng thiên niên kỷ ở vùng cực. Gấu Bắc Cực tiến hóa để thích nghi với môi trường sống. Mọi loài đều thích nghi qua nhiều thế hệ để tồn tại trong môi trường sống của nó, nếu không chúng sẽ phải đối mặt với nguy cơ tuyệt chủng.

Nhưng màu trắng của gấu Bắc Cực trở nên hơi tò mò khi bạn xem xét rằng, tại một thời điểm, chúng được cho là đã tách nhánh của cây họ gấu nâu [nguồn: Polar Bears International ]. Vậy chính xác thì làm thế nào mà một số gấu nâu lại trở thành gấu Bắc Cực?

Giống như mọi loài khác phân hóa - tách thành hai hoặc nhiều loài riêng biệt - gấu nâu và gấu Bắc Cực trải qua một sự kiện xác định . Đây là một trường hợp xảy ra khi các thành viên của cùng một loài tách biệt cho đến khi, vì một số lý do có thể khác nhau, chúng không còn khả năng sinh sản với nhau nữa. Điều này có nghĩa là không còn dòng gen di truyền giữa các loài.

Dòng di truyền là thuật ngữ chỉ khả năng khác biệt di truyền trong một loài đơn lẻ được truyền trong một loài. Hai thành viên của một loài có thể giao phối có thể truyền gen giữa chúng. Hãy nghĩ về nó theo cách này: Gen của mẹ bạn khác với gen của bố bạn. Mỗi người mang dòng dõi riêng của mình cho sự thụ thai của bạn, và bạn là kết quả của những dòng dõi này, dòng chảy di truyền này. Khi không còn dòng di truyền giữa các thành viên của một loài đơn lẻ trước đây, thì sự cách ly sinh sản đã được thực hiện. Họ không còn chia sẻ cùng một nguồn gen . Khi điều này xảy ra, quá trình xác định đã hoàn thành và một loài bây giờ đã trở thành hai (hoặc nhiều hơn).

Nhưng việc xác định diễn ra như thế nào? Các nhà tiến hóa vẫn chưa có câu trả lời dứt khoát. Có một số ý tưởng khác nhau về cách thức cách ly sinh sản có thể diễn ra. Trên trang tiếp theo, chúng ta sẽ xem xét các điều kiện mà các nhà khoa học nghi ngờ sự suy đoán diễn ra.

­­

1. Các loại đặc điểm
2. Dần dần so với đúng giờ
3. Một chút về cuộc sống trên đảo

Các sự kiện đặc tả được cho là xảy ra trong một số điều kiện. Các nhà khoa học thường tin rằng nó xảy ra bởi vì các thành viên của cùng một loài đã trở nên cô lập với nhau. Có bốn kiểu đặc tả mà các nhà tiến hóa đã xác định là những cách giải thích dễ hiểu nhất cho sự suy đoán.

Trong trường hợp xác định loài dị ứng , một ranh giới địa lý thực tế ngăn cách về mặt vật lý loài. Ví dụ, một con sông hoặc một dãy núi, có thể làm cho một loài khác nhau.

Với đặc điểm kỹ thuật parapatric , một loài trải dài trên các khu vực rộng lớn với môi trường đa dạng. Chúng thích nghi với những khu vực mới này và dần trở thành những loài riêng biệt. Không có đặc điểm địa lý xác định nào ngăn cách những loài động vật này - chúng có thể trở thành những loài riêng biệt chỉ đơn giản là do khoảng cách phân chia các nhóm.

Sự phân biệt vùng quanh bệnh xảy ra khi một nhóm nhỏ bị cô lập khỏi cơ thể chính của loài. Vì cụm này chỉ là một phần nhỏ của toàn bộ quần thể của loài, nên tất cả những khác biệt về gen làm cho loài trở nên mạnh mẽ có thể không có mặt. Điều này cho thấy điều mà các nhà sinh học tiến hóa gọi là nút cổ chai . Một số gen di chuyển trong một loài đã bị cắt bỏ và tách khỏi nguồn gen .

Trong một nút thắt cổ chai về mặt tiến hóa, một dân số nhỏ có thể tạo ra các thế hệ tiếp theo thành công. Điều này đã xảy ra vào nhiều thời điểm khác nhau trong lịch sử nhân loại. Ví dụ, hầu hết người châu Âu đều là hậu duệ của vài trăm tổ tiên, những người đã sống giữa thời kỳ tắc nghẽn [nguồn: The Polymath ].

Mặc dù một nhóm nhỏ có thể thành công trong việc tái sản xuất, nhưng có những hậu quả có thể phát sinh từ sự tắc nghẽn. Các gen hiện diện trong quần thể nhỏ này sẽ trở nên mạnh mẽ, vì dòng gen lớn hơn nhiều so với ở một quần thể lớn hơn, nơi những khác biệt về gen - bao gồm cả những bất thường - được lan truyền. Đây được gọi là hiệu ứng người sáng lập . Các gen của các thành viên sáng lập của những gì cuối cùng trở thành một quần thể lớn trở nên thường xuyên hơn nhiều so với gen của chúng trong các quần thể tương tự, lớn hơn. Một số thành viên của một giáo phái Amish ở Pennsylvania bị tật đầu nhỏ, một căn bệnh thường gây tử vong khi não không đạt được kích thước đầy đủ. Những người Amish này đều là hậu duệ của một cặp vợ chồng duy nhất đến Pennsylvania vào thế kỷ 18.

Trong trường hợp giống giao cảm , các thành viên của một loài tiếp tục sống cạnh nhau, nhưng vẫn tách biệt thành các loài khác nhau. Ví dụ, một số côn trùng kiếm ăn và sinh sản trên một loại trái cây. Nếu một số thành viên của loài này ăn thử một loại trái cây khác, con cái của chúng cũng có thể được nuôi dưỡng để thăm trái cây đó. Nếu điều này xảy ra, các thành viên của một loài có thể phân hóa thành hai loài chỉ dựa vào trái cây mà chúng ăn và đẻ trứng.

Trong mỗi kiểu đặc điểm này, loài phải trải qua quá trình cách ly sinh sản. Ví dụ, các con đập tự phát triển để hình thành các cơ quan sinh dục khác nhau, và các thành viên trở nên không có khả năng giao phối với nhau về mặt thể chất. Tuy nhiên, cách ly sinh sản không cần phải quá quyết liệt. Các thành viên của một loài duy nhất có thể tiến hóa để tạo ra các nghi thức giao phối khác nhau, những nghi thức giao phối sẽ không thu hút các thành viên của loài khác. Chúng cũng có thể giao phối vào các thời điểm khác nhau trong ngày, tháng, mùa hoặc năm. Hoặc chúng có thể tiến hóa để giao phối ở những nơi khác nhau, ví dụ trên hai loại trái cây khác nhau, như trong ví dụ được đưa ra ở trên để xác định giao cảm.

Vì vậy, khi một quần thể nhận thấy mình bị cô lập theo cách này hay cách khác với phần còn lại của loài, thì sự phân biệt sẽ xảy ra, phải không? Không cần thiết. Tìm hiểu thêm về sự bất đồng về thông số trên trang tiếp theo.

Có vẻ như khi các thành viên của một loài kết thúc bị cô lập với các thành viên khác trong loài của chúng thì một sự kiện đặc biệt có khả năng xảy ra. Các nhà khoa học có thể so sánh gen của các loài tương tự để cho thấy rằng DNA chung mà chúng chia sẻ cho thấy hai loài trước đây là một. Nhưng quá trình này xảy ra như thế nào? Thật không may, các nhà tiến hóa vẫn chưa thể xác định chính xác cách thức diễn ra của quá trình xác định. Thay vào đó, hai phe chính đã phát triển, có thể nói, với những ý kiến ​​rất khác nhau về cách thức quá trình xác định diễn ra.

Có những người tin vào thuyết dần dần kiểu phyletic , cho rằng quá trình phân biệt diễn ra liên tục và trong thời gian dài. Những người khác tin vào trạng thái cân bằng có dấu chấm câu . Những người này tin rằng việc xác định diễn ra trong những bước nhảy và bắt đầu nhanh chóng, với khoảng thời gian dài giữa các sự kiện. Cả hai nhóm đều có hồ sơ hóa thạch để cạnh tranh.

Hồ sơ hóa thạch là tổng số của tất cả các hóa thạch đã được phát hiện cho đến nay. Đặt cùng nhau, chúng tạo thành một bức tranh tương đối rõ ràng về sự tiến hóa của sự sống trên Trái đất . Tuy nhiên, vẫn có những khoảng trống trong hồ sơ hóa thạch - những khoảng thời gian mà các loài mới đột nhiên xuất hiện mà không có bất kỳ sự chuyển đổi rõ ràng nào từ loài này sang loài có liên quan hoàn toàn khác.

Những người đăng ký theo dõi trạng thái cân bằng có dấu chấm câu nói rằng hồ sơ hóa thạch là bằng chứng cho lý thuyết của họ liên quan đến sự suy đoán là đúng. Nếu quá trình xác định diễn ra trong những bước nhảy và bắt đầu đột ngột, không được ghi chép về sự chuyển đổi từ loài này sang loài chị em. Thay vào đó, các thành viên của một loài nhận thấy mình bị cô lập về mặt sinh sản với các thành viên khác và đột nhiên, sự phân biệt xảy ra.

Đối với phần của những người theo chủ nghĩa dần dần - những người thường tuyên bố trong hàng ngũ của họ là Charles Darwin, cha đẻ của thuyết tiến hóa - thì hồ sơ hóa thạch đơn giản là không đầy đủ. Quá trình đặc tả bao gồm một quá trình chuyển đổi lâu dài từ loài này sang loài có liên quan. Trong mắt những người theo chủ nghĩa dần dần, những thành phần chuyển tiếp này đơn giản là chưa được loại bỏ khỏi các lớp phù sa và đá trong Trái đất. Nói cách khác, hồ sơ hóa thạch, đối với những người theo chủ nghĩa dần dần, đơn giản là chưa hoàn thiện.

Tuy nhiên, tranh chấp về cách xảy ra thông số kỹ thuật có thể tạm dừng. Một thí nghiệm tự nhiên hoàn hảo đã trôi dạt vào bờ theo đúng nghĩa đen. Và sự sắp đặt không thể hoàn hảo hơn. Để tìm hiểu về nó, hãy đọc trang tiếp theo.

Vào giữa tháng 9 năm 1995, cơn bão Marilyn tấn công vùng biển Caribbe. Cơn bão đã giết chết ít nhất 13 người và gây thiệt hại hơn 2 tỷ USD. Nhiều người mất nhà cửa trước sức mạnh của cơn bão . Nhưng không phải tất cả những ai bị ảnh hưởng bởi Marilyn đều là con người. Một đàn cự đà xanh gồm 15 con được cho là đã trôi dạt từ đảo Guadeloupe tới Anguilla sau khi bám vào các mảnh vỡ của bão trong ba tuần. Khi cự đà xanh đặt chân đến Anguilla, chúng trở thành thành viên sáng lập tiềm năng của một loài mới.

Nếu quá trình xác định diễn ra, có thể mất một khoảng thời gian - nếu các nhà nghiên cứu dần dần chính xác. Hoặc nó có thể xảy ra khá nhanh, như những người theo đuổi trạng thái cân bằng chấm câu tin tưởng. Tất nhiên, cự đà có thể không sống đủ lâu để phát triển trong môi trường mới, nếu chúng không thể thích nghi với sự khác biệt của cuộc sống ở Anguilla đủ nhanh.

Nhưng bối cảnh môi trường mới của iguana nói lên rất nhiều điều về sự cách ly trong quá trình tiến hóa. Trên đảo, cự đà bị cô lập về mặt thể chất và có thể tiến hóa để trở nên cách ly sinh sản với các thành viên khác trong loài của chúng. Quần đảo đại diện cho sự cô lập cuối cùng. Do đó, việc sống trên đảo đã tạo ra một số thay đổi lớn về kiểu hình - đặc điểm bên ngoài - giữa các loài. Cả chứng khổng lồ và chứng lùn đều được phát hiện là kết quả của quá trình suy đoán.

Có lẽ không có ví dụ nào gần đây về sự phát triển triệt để đối với người nhỏ bé được ghi nhận như trường hợp của Homo floresiensis. Tại Flores, một hòn đảo ở Indonesia, một hộp sọ nhỏ được phát hiện vào năm 2005. Nó nhỏ, bằng kích thước của hộp sọ của một con tinh tinh, và đó có lẽ là điều mà những người phát hiện ra hộp sọ này - nếu nó không được bao quanh bởi một số công cụ thô sơ. Những công cụ này cho rằng hộp sọ thuộc về con người, hoặc ít nhất là họ hàng của con người. Nhưng đối với một hộp sọ nhỏ như vậy, nó sẽ là một con người rất nhỏ. Kiểm tra hộp sọ cho thấy người mà nó thuộc về đã sống cách đây 18.000 năm trên Flores. Tính toán từ kích thước của hộp sọ, các nhà nghiên cứu tìm thấy nó tin rằng người đó chỉ cao hơn 3 feet. Tin tức về phát hiện đã làm rung chuyển thế giới khoa học, và thậm chí thu hút trí tưởng tượng của một số công chúng.

Liệu hộp sọ có đại diện cho một loại người mới hay không đang được thử thách. Các nhà nghiên cứu tại Đại học bang Penn tin rằng hộp sọ được tìm thấy đại diện cho một người Homo sapiens mắc một chứng bệnh phát triển - tật đầu nhỏ , giống như nhóm người Amish ở Pennsylvania. Nhưng quan điểm cho rằng một nhóm người nhỏ bé, khác biệt với người Homo sapiens tiến hóa trên một hòn đảo là một ví dụ về cái được gọi là quy tắc đảo - một sự khái quát hóa về đặc điểm mà các loài động vật trên đảo thường phát triển nhỏ hơn hoặc lớn hơn nhiều so với những người anh em họ trên đất liền của chúng.

Các nhà sinh vật học vẫn đang cố gắng giải thích tại sao điều này lại xảy ra. Cách giải thích hợp lý nhất là áp lực môi trường trên một hòn đảo khác nhiều so với trên đất liền. Kích thước nhỏ hơn của các hòn đảo cung cấp ít nguồn thức ăn hơn. Điều này dường như giải thích cho chứng lùn ở nhiều loài. Nhưng điều gì trong số những con phát triển với tỷ lệ khổng lồ, như rồng Komodo? Có thể những loài này đã phát triển để lớn hơn những người anh em họ của chúng vì các hòn đảo cung cấp ít động vật ăn thịt hơn và ít cạnh tranh hơn đối với các nguồn thức ăn sẵn có.

Lý thuyết phổ biến liên quan đến quy luật đảo là một loạt các yếu tố môi trường địa phương khiến các loài động vật sống biệt lập trên đảo tiến hóa dù lớn hay nhỏ. Có thể không có quy tắc ngón tay cái nào giải thích cho tất cả sự tiến hóa của hòn đảo trên toàn thế giới. Có lẽ những người mới đến của Anguilla - cự đà xanh - sẽ làm sáng tỏ quy tắc của hòn đảo, cũng như đặc điểm kỹ thuật.

Để biết thêm thông tin về sự tiến hóa và các chủ đề liên quan khác, hãy truy cập trang tiếp theo.

Những bài viết liên quan

Các liên kết tuyệt vời hơn