GEOGRAFISCHE ISOLATION: VOR- UND NACHTEILE UND BEISPIELE - BIOLOGIE - 2025

Die geografische Isolation ist ein Begriff, der in der Evolutionsbiologie und Ökologie verwendet wird, um die räumliche Trennung einer Gruppe von Organismen zu bezeichnen. Es kann durch ein Naturereignis wie Veränderungen in der Geologie der Region oder durch künstliche Strukturen auftreten.

In den meisten Fällen werden Arten durch das Vorhandensein verschiedener Arten natürlicher Barrieren isoliert, sei es Ozeane, Seen oder Berge, was den Kontakt zwischen Individuen in der Bevölkerung drastisch verringern kann.

Quelle: Von der NASA über Wikimedia Commons

Sobald sich die beiden Gruppen von Individuen trennen, üben die beiden Umgebungen, denen sie ausgesetzt waren, unterschiedliche selektive Belastungen auf die Individuen aus und zwingen sie, unterschiedlichen Entwicklungspfaden zu folgen.

Die evolutionären Kräfte der natürlichen Selektion und der Gendrift werden die Allelfrequenzen der neuen Gruppen verändern und sie von der Elternpopulation unterscheiden.

Abhängig von der Größe der Trennung und wie lange sie aufrechterhalten wird, können Speziationsereignisse auftreten: die Bildung neuer Arten, wodurch die Vielfalt der Gruppe erhöht wird.

In gleicher Weise kann die Isolierung auch zum Aussterben einer Gruppe von Individuen führen, entweder aufgrund mangelnder genetischer Vielfalt oder aufgrund von Inzuchtprozessen.

Vorteile und Nachteile

Die geografische Isolation von Organismen kann in zwei Prozesse übersetzt werden: Speziation, bei der neue Arten entstehen, oder das Aussterben der Gruppe, die isoliert wurde.

Im Folgenden werden wir jeden der Prozesse ausführlich beschreiben und die Speziation als "Vorteil" verstehen, da sie die Diversität und das Aussterben als "Nachteil" erhöht:

Speziation

Der Prozess, durch den neue Arten gebildet werden, ist für Evolutionsbiologen von Interesse. Der Ornithologe Ernst Mayr hat wesentlich zur Beschreibung dieses Phänomens beigetragen. Laut Mayr wird die Speziation von zwei Faktoren beeinflusst: Isolation und genetische Divergenz der beteiligten Personen.

Erstens muss der Fluss von Genen zwischen ihnen unterbrochen werden, damit zwei Populationen ausreichend differenziert werden können, um als Spezies betrachtet zu werden. Mit anderen Worten, sie dürfen sich nicht reproduzieren.

Zweitens muss die genetische Divergenz während der Isolationsperiode so auftreten, dass bei einem erneuten Zusammentreffen von Personen - aufgrund eines Zusammenbruchs der Barriere, die sie ursprünglich trennte - der Fortpflanzungsprozess nicht effizient ist und ihre Nachkommen eine relativ höhere Fitness aufweisen. niedriger als ihre Eltern.

Die Effektivität des geografischen Isolationsprozesses zur Erzeugung von Speziation hängt von mehreren Faktoren ab, die der zu trennenden Gruppe eigen sind, wie z. B. der Fähigkeit, sich zu bewegen.

Allopatrische Speziation

Das Ereignis geografischer Isolationen, das durch die Trennung einer unüberwindbaren Barriere zu Speziationsprozessen führt, wird als allopatrische Speziation bezeichnet, ein Begriff, der von griechischen Wurzeln abgeleitet ist und wörtlich "in einem anderen Land" bedeutet.

Sobald Arten physisch isoliert sind, sind sie unterschiedlichen Umweltbedingungen und selektivem Druck ausgesetzt, die sie auf verschiedenen Entwicklungspfaden führen.

Nehmen wir als hypothetisches Beispiel eine Population von Eidechsen, die von einem Fluss isoliert ist. Die Wetterbedingungen auf der linken Seite können kälter sein als auf der rechten Seite. Somit wirken die Mechanismen der natürlichen Selektion und der Gendrift unabhängig voneinander, was zur fortschreitenden Differenzierung von Eidechsen führt.

Auf diese Weise erhalten Individuen im Vergleich zu den Elternarten unterschiedliche Eigenschaften, unter anderem ökologische, ethologische und physiologische. In einem solchen Fall, dass die Isolationsbarriere ausreichend war, um das Speziationsereignis auszulösen, sollte kein Genfluss stattfinden, wenn sich die beiden resultierenden Spezies erneut treffen.

Biologen sind sich einig, dass die allopatrische Speziation für die Erzeugung neuer Arten von Bedeutung ist, da sie den Genfluss zwischen Organismen wirksam einschränkt.

Aussterben

Wenn die Trennung von Individuen aufgrund von Barrieren erfolgt, die nicht überwunden werden können, können einige der Gruppen aussterben.

Wenn sie von den Elternarten getrennt sind, kann die Vielfalt der Gruppe gering sein und sie wird sich nicht an den neuen Druck anpassen, der durch die neue Umgebung, der sie ausgesetzt sind, auferlegt wird.

In ähnlicher Weise kann Inzucht (Kreuzung zwischen nahen Verwandten) negative Folgen haben, wenn die getrennte Population durch eine kleine Anzahl von Individuen repräsentiert wird.

Charles Darwin selbst war sich bereits der negativen Auswirkungen der Inzucht auf natürliche Populationen bewusst. Bei der Kreuzung von nahen Verwandten besteht eine größere Wahrscheinlichkeit, dass bestimmte schädliche Allele exprimiert werden.

Wenn zum Beispiel in einer Familie ein Gen für eine bestimmte Pathologie vorhanden ist, das nur exprimiert wird, wenn das Individuum beide Allele (homozygot rezessiv) und zwei Geschwister kreuzt, besteht im Gegensatz zu a eine größere Wahrscheinlichkeit, dass die Nachkommen beide Allele für die Krankheit tragen Kreuzung mit einer Person, die das schädliche Allel nicht trägt.

In ähnlicher Weise kann ihre Population aufgrund von Futtermangel abnehmen, wenn menschliche Konstruktionen den Tieren den Umzug an die gewünschten Orte verweigern.

Beispiele

Isolierung und Speziation in Antilopeneichhörnchen im Grand Canyon des Colorado

Im Grand Canyon ist es eine Formation von außergewöhnlichen Dimensionen, die seit 2000 Jahren vom Colorado River geformt wird. Es befindet sich im Norden von Arizona in den Vereinigten Staaten.

In dieser Region leben zwei Eichhörnchenarten, die laut Untersuchungen das Ergebnis eines allopatrischen Speziationsereignisses sind. Eine der Arten lebt in der linken und eine andere in der rechten Region, getrennt durch einen Mindestabstand. Die beiden Arten können sich jedoch nicht kreuzen.

Im Gegensatz dazu haben Arten, die sich auf beiden Seiten des Canyons frei bewegen können, keine Anzeichen von Speziation gezeigt.

Isolierung und Speziation in Fischen aus dem Kongo

Die für aquatische Arten beschriebenen Konzepte können bislang schwierig anzuwenden sein. Es ist jedoch möglich.

Cichliden sind eine Familie von Fischen, die sich durch eine immense Vielfalt im Kongo auszeichnen. Diese Besonderheit erregte die Aufmerksamkeit von Ichthyologen, die zu verstehen suchten, warum der Fluss von so vielen Arten bewohnt wurde und welche Faktoren massive Speziationsereignisse begünstigten.

Nachdem die Wissenschaftler die Konformation des Flusses untersucht hatten, kamen sie zu dem Schluss, dass die Hydrologie des Flusses, die durch sein turbulentes Wasser verursacht wurde, als Barriere fungierte, die den Kontakt - und damit den Genfluss - von Fischarten verhinderte, die sehr stark waren in der Nähe von.

Verweise

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