Προσαρμοστική ακτινοβολία

Μέτρηση των ρυθμών μεταβολής

Οι καταγραφές του χρονικού προγραμματισμού είναι γεμάτες από κενά στο αρχείο απολιθωμάτων, συχνά σε εκείνα τα κρίσιμα πρώιμα στάδια, όταν οι αριθμοί είναι χαμηλοί και η γεωγραφική κατανομή σοβαρά περιορισμένη. "Στην πραγματικότητα, υπάρχουν μεγάλες περίοδοι σε σχεδόν κάθε γενεαλογική γραμμή για τις οποίες το αρχείο απολιθωμάτων παραμένει άγνωστο".^p297 Αυτά τα κενά επηρεάζουν τις γνώσεις μας για το χρονοδιάγραμμα και τις αλλαγές στο σχήμα και τη λειτουργία του σώματος.

Ωστόσο, όταν εμφανίζονται πολλές σαφώς νέες γραμμές μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα, φαίνεται λογικό να πούμε ότι ο ρυθμός των αλλαγών ήταν εκπληκτικά γρήγορος. Ένα παράδειγμα θα ήταν η εμφάνιση νέων ομάδων ερπετών κατά το Ανώτερο Τριαδικό. Χρησιμοποιώντας ευρέως τον όρο "ερπετά", οι ομάδες περιλαμβάνουν δεινόσαυρους, πτερόσαυρους, Chelonia (χελώνες), κροκοδειλόμορφα (πρώιμη Κροκοδειλία), φυτοσαύρους και ιχθυόσαυρους λίγο νωρίτερα (Μέση Τριαδική).

Αυτές οι ακτινοβολίες συνέβησαν μετά το μεγάλο γεγονός εξαφάνισης Πέρμιαν-Τριασίου που έθεσε τέρμα στην Παλαιοζωική εποχή. Το ίδιο το Τριαδικό είχε αρκετές μικρότερες (αλλά και πάλι σημαντικές) εξαφανίσεις. Δυστυχώς, το Τριαδικό έχει το φτωχότερο αρχείο απολιθωμάτων από ολόκληρη τη Μεσοζωική εποχή.

Προκαλεί

Καινοτομία

Η εξέλιξη ενός νέου χαρακτηριστικού μπορεί να επιτρέψει σε μια ομάδα να διαφοροποιηθεί, επειδή καθιστά δυνατούς νέους τρόπους διαβίωσης. Το πιο εντυπωσιακό παράδειγμα είναι το κλειδοειδές αυγό, το οποίο αναπτύχθηκε στα πρώιμα αμνιωτά και επέτρεψε στα σπονδυλωτά να εισβάλουν στη γη. Το κλειδοειδές αυγό πρέπει να αναπτύχθηκε στο τελευταίο Δεβόνιο ή στις αρχές του Καρβονίου. Τα αμφίβια, τα οποία διακλαδίστηκαν πριν από αυτό το γεγονός, εξακολουθούν να γεννούν τα αυγά τους στο νερό και έτσι περιορίζονται στο βαθμό στον οποίο μπορούν να εκμεταλλευτούν τα χερσαία περιβάλλοντα.

Ένα παράδειγμα μιας πιο μέτριας καινοτομίας είναι η εξέλιξη ενός τέταρτου ακρολοφίου στο δόντι των θηλαστικών. Αυτό το χαρακτηριστικό επιτρέπει μια τεράστια αύξηση του φάσματος των τροφών που μπορούν να τραφούν. Η εξέλιξη αυτού του χαρακτηριστικού αύξησε έτσι τον αριθμό των οικολογικών θέσεων που είναι διαθέσιμες στα θηλαστικά. Το γνώρισμα εμφανίστηκε αρκετές φορές σε διάφορες ομάδες κατά τη διάρκεια του Καινοζωικού αιώνα και σε κάθε περίπτωση ακολουθήθηκε αμέσως από μια προσαρμοστική ακτινοβολία. Με τα πτηνά, η εξέλιξη της πτήσης άνοιξε νέες δυνατότητες και σημειώθηκαν τουλάχιστον δύο τεράστιες προσαρμοστικές ακτινοβολίες (μία πριν και μία μετά το συμβάν εξαφάνισης Κ/Τ). Ακόμη πιο εντυπωσιακή ήταν η εξέλιξη της πτήσης των εντόμων, η οποία οδήγησε σε τεράστια ακτινοβολία κατά τον Μεσοζωικό αιώνα. Στη συνέχεια, αυτές οι ομάδες εντόμων ανέπτυξαν τρόπους διατροφής με ανθοφόρα φυτά. Σήμερα υπερτερούν αριθμητικά έναντι όλων των άλλων μορφών ζωικής ζωής.

Ευκαιρία

Οι προσαρμοστικές ακτινοβολίες συμβαίνουν συχνά όταν οι οργανισμοί εισέρχονται σε περιβάλλοντα με μη κατειλημμένες θέσεις, όπως μια νεοσύστατη λίμνη ή μια απομονωμένη νησιωτική αλυσίδα. Ο αποικιστικός πληθυσμός (ή οι αποικιστικοί πληθυσμοί) μπορεί να διαφοροποιηθεί γρήγορα και να εκμεταλλευτεί όλες τις πιθανές θέσεις. Ευκαιρίες εμφανίζονται όταν σχηματίζονται γέφυρες γης μεταξύ περιοχών που προηγουμένως ήταν χωριστές, και κάθε φορά που τα είδη φτάνουν σε νέα θέση στον κόσμο.

Στη λίμνη Βικτώρια, μια απομονωμένη λίμνη που σχηματίστηκε πρόσφατα στην αφρικανική ρηξιγενή κοιλάδα, πάνω από 300 είδη κιχλιδόψαρων προέκυψαν από ένα μητρικό είδος μέσα σε μόλις 15.000 χρόνια.

Κενά νησιά

Σε περίπου 17.000 χιλιόμετρα (6.500 τετραγωνικά μίλια²), τα νησιά της Χαβάης διαθέτουν την πιο ποικιλόμορφη συλλογή από δροσόφιλες μύγες στον κόσμο, που ζουν από τροπικά δάση μέχρι ορεινά λιβάδια. Είναι γνωστά περίπου 800 είδη δροσοφιλιδών της Χαβάης.

Οι μελέτες δείχνουν μια σαφή "ροή" ειδών από τα παλαιότερα στα νεότερα νησιά. Υπάρχουν επίσης περιπτώσεις αποικισμού πίσω σε παλαιότερα νησιά και παράλειψης νησιών, αλλά αυτές είναι πολύ λιγότερο συχνές. Σύμφωνα με τη ραδιενεργό χρονολόγηση με κάλιο/αργόνη, τα σημερινά νησιά χρονολογούνται από 0,4 εκατομμύρια χρόνια πριν (mya) (Mauna Kea) έως 10mya (Necker). Το παλαιότερο μέλος του αρχιπελάγους της Χαβάης που βρίσκεται ακόμη πάνω από τη θάλασσα είναι η ατόλη Kure, η οποία μπορεί να χρονολογηθεί στα 30 mya. Το ίδιο το αρχιπέλαγος, που δημιουργήθηκε από την κίνηση της πλάκας του Ειρηνικού πάνω από ένα θερμό σημείο, υπάρχει για πολύ μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, τουλάχιστον μέχρι την Κρητιδική περίοδο. Τα νησιά της Χαβάης συν τα πρώην νησιά που βρίσκονται τώρα κάτω από τη θάλασσα αποτελούν την αλυσίδα των υποθαλάσσιων βουνών Χαβάη-Εμπερ και πολλά από τα υποθαλάσσια βουνά είναι γουγιότ.

Όλα τα αυτοφυή είδη δροσοφίλων στη Χαβάη προέρχονται προφανώς από ένα μόνο προγονικό είδος που αποίκισε τα νησιά πριν από περίπου 20 εκατομμύρια χρόνια. Η επακόλουθη προσαρμοστική ακτινοβολία ωθήθηκε από την έλλειψη ανταγωνισμού και από μια μεγάλη ποικιλία κενών θέσεων. Αν και θα ήταν δυνατόν να αποικίσει ένα νησί ένα μόνο θηλυκό που κυοφορεί, είναι πιο πιθανό να πρόκειται για μια ομάδα από το ίδιο είδος.

Υπάρχουν και άλλα ζώα και φυτά στο αρχιπέλαγος της Χαβάης που έχουν υποστεί παρόμοιες, αν και λιγότερο θεαματικές, προσαρμοστικές ακτινοβολίες.

Μαζικές εξαφανίσεις

Οι προσαρμοστικές ακτινοβολίες συνήθως ακολουθούν μαζικές εξαφανίσεις. Μετά από ένα συμβάν εξαφάνισης, πολλές θέσεις μένουν κενές. Κλασικό παράδειγμα αυτού είναι η αντικατάσταση των μη-αβίων δεινοσαύρων στο τέλος της Κρητιδικής περιόδου από τα θηλαστικά στο Παλαιόκαινο.

1. Το είδος Α μεταναστεύει από την ηπειρωτική χώρα στο πρώτο νησί. 2. Απομονωμένο από την ηπειρωτική χώρα, το είδος Α εξελίσσεται σε είδος Β. 3. Το είδος Β μεταναστεύει στο δεύτερο νησί. 4. Το είδος Β εξελίσσεται σε είδος Γ. 5. Το είδος Γ αποικίζει εκ νέου τα πρώτα νησιά, αλλά τώρα δεν είναι σε θέση να αναπαραχθεί με το είδος Β. 6. Το είδος Γ μεταναστεύει στο τρίτο νησί. 7. Το είδος Γ εξελίσσεται σε είδος Δ. 8. Το είδος Δ μεταναστεύει στο πρώτο και στο δεύτερο νησί. 9. Το είδος Δ εξελίσσεται σε είδος Ε. Η διαδικασία αυτή μπορεί να συνεχιστεί επ' άπειρον μέχρι να επιτευχθεί μεγάλη ποικιλομορφία.

Μεγάλες ακτινοβολίες

• Η έκρηξητης Κάμβριας: η πιο διάσημη από όλες τις προσαρμοστικές ακτινοβολίες. Τα περισσότερα φύλα εμφανίστηκαν κατά τη διάρκεια ή λίγο πριν από την Κάμβρια περίοδο.
• Πτήση: όλες οι μορφές ιπτάμενων ζώων είναι ιδιαίτερα επιτυχημένες
• Η πτήση στα έντομα: τα Πτερυγόζωα: ο μεγαλύτερος αριθμός ζωντανών ειδών είναι ιπτάμενα έντομα.
• Η πτήση στα πτηνά: η προέλευση των πτηνών: ο μεγαλύτερος αριθμός χερσαίων σπονδυλωτών.
• Η ακτινοβολία των δεινοσαύρων του Άνω Τριαδικού.
• Η ακτινοβολία των ανθοφόρων φυτών της Ανώτερης Κρητιδικής περιόδου.

Σχετικές σελίδες

• Προσαρμογή