ADAPTIVE STRAHLUNG: VERFAHREN, TYPEN UND BEISPIELE - BIOLOGIE - 2025

Die adaptive Strahlung ist ein Phänomen, das die evolutionäre Diversifizierung einer Reihe von Arten beinhaltet und dazu führt, dass für eine "schnelle" Anpassung an verschiedene ökologische Nischen neue Formen derselben Ahnenart entstehen.

Das Konzept der adaptiven Strahlung wurde von Charles Darwin, einem englischen Naturforscher des 19. Jahrhunderts, nach einer Reise zu den Galapagos-Inseln vorgeschlagen, wo er mehrere Arten von Inselfinken, Nachkommen kontinentaler Vorfahren, mit unterschiedlichen Modifikationen in ihren Schnäbeln im Detail beobachtete. .

Adaptive Finkenstrahlung (Quelle: Jackie Malvin über Wikimedia Commons)

Die Entdeckung dieser Finken stellte für Darwin den wichtigsten zoologischen Beweis dar, um seine Theorien der "Abstammung mit Modifikation" zu stützen, da die verschiedenen Formen von Schnäbeln, die er beobachtete und die alle aus derselben Abstammungslinie stammten, angepasst zu sein schienen, um verschiedene Ressourcen derselben auszunutzen trophische Nische, "Aufteilung".

Es wurde festgestellt, dass die Hauptursachen für adaptive Strahlung in der Unterbrechung des Genflusses zwischen Individuen derselben Art (geografische Isolation), mit deutlichen Umweltunterschieden und ohne Abwesenheit von Raubtieren oder negativem Selektionsdruck liegen.

In diesem Sinne ist es eine Tatsache der Naturgeschichte, dass Massensterben zu einer beeindruckenden adaptiven Strahlung vieler Gruppen von Lebewesen geführt hat, da das Fehlen von Organismen den überlebenden Arten die Möglichkeit bietet, leere Nischen zu besiedeln und Prozesse zu durchlaufen. adaptive Strahlung.

Adaptiver Strahlungsprozess

Adaptive Strahlung ist, wie erklärt, das Auftreten neuer ökologisch unterschiedlicher Arten aus einer gemeinsamen Abstammungslinie.

Diese Ereignisse treten notwendigerweise durch einen Speziationsprozess auf, der nach dem biologischen Konzept der Art eine Unterbrechung des Genflusses (reproduktive Isolierung) zwischen den „modifizierten“ Nachkommen und ihren unmittelbaren Vorfahren impliziert.

Viele Autoren befürworten die Idee, dass adaptive Strahlung eine Art "Erweiterung" des Speziationsprozesses darstellt, aber von ökologischen Faktoren getrieben wird und ganz besonderen Anfangsbedingungen unterliegt.

Normalerweise ist die geografische Isolation einer der Hauptfaktoren, die die adaptive Strahlung beeinflussen, da Populationen, die sich selbst isolieren, "gezwungen" sind, sich anzupassen, um neue ökologische Nischen oder das Fehlen alter Raubtiere zu nutzen.

Eines der Beispiele, die am besten veranschaulichen, wie der adaptive Strahlungsprozess abläuft, ist die Besiedlung von Inseln, den Gipfeln einiger Berge und jungen (oder jungfräulichen) Seen durch Arten aus anderen Quellen.

Geografische Inseln können das Produkt verschiedener geologischer Ereignisse sein, sie können jedoch auch als ökologische Inseln betrachtet werden, da die Isolierung von Individuen aus einer Population aufgrund von Verhaltens- oder Umweltunterschieden auch eine Barriere für den Genfluss darstellt, die zur Speziation führt.

Wie kommt es auf einer Insel zu adaptiver Strahlung?

Wenn wir eine geografische Insel der jüngsten Entstehung betrachten (geologisch gesehen), können wir uns vorstellen, dass diese zunächst "nackt" oder ohne Lebewesen sein wird.

Diese Insel bietet also eine außergewöhnliche ökologische Gelegenheit für die Besiedlung oder Besiedlung von Arten vom Festland (Kontinental) oder nicht, die die ökologischen Ressourcen dieser Insel nutzen können.

Kolonisierende Arten können Bakterien, Pilze, Algen, Landpflanzen, Tiere usw. sein, die bei der Ansiedlung auf der „neuen“ Insel einige ihrer Merkmale für die trophische Ausbeutung anpassen oder spezialisieren können, beispielsweise eine neue Nische. wahrscheinlich sehr verschieden von der Nische, aus der sie hervorgegangen sind.

Früher oder später, auf der Evolutionsskala, bedeuten die Unterschiede in den Merkmalen, die festgestellt wurden, eine Fortpflanzungsbarriere, die den Genfluss zwischen kolonisierenden Individuen und den "angestammten Individuen" vom Festland, von dem sie sich diversifizierten, behindert.

Adaptive Diversifikation vs. adaptive Strahlung

Es ist wichtig anzumerken, dass die moderne Definition von adaptiver Strahlung zwei Hauptmerkmale aufweist:

- Adaptive Strahlung ist nicht dasselbe wie Diversifizierung durch Anpassung (durch natürliche Selektion) innerhalb derselben Art

- Anpassung führt zu adaptiver Strahlung

Was diese beiden Sätze bedeuten, ist, dass man ohne Speziation nicht von adaptiver Strahlung sprechen kann, genauso wie man nicht von Speziation ohne adaptive Strahlung sprechen kann (es geht nicht nur um kleine individuelle Veränderungen als adaptive Reaktion auf eine neue Umweltbedingung).

Typen

Nach Ansicht einiger Autoren können adaptive Strahlungsereignisse in drei Typen "klassifiziert" werden, je nach dem Stimulus, der den Prozess auslöst. Somit kann adaptive Strahlung aufgrund einer Umweltveränderung, einer allgemeinen Anpassung oder der Bildung eines Archipels auftreten.

Wenn es um adaptive Strahlung geht, die durch Umweltveränderungen ausgelöst wird, geschieht dies aufgrund des selektiven Drucks, der Arten dazu zwingt, sich an eine Umgebung anzupassen, die sich erheblich verändert hat, um zu überleben.

Die Strahlung erfolgt also so, dass die neuen Arten, die sich bilden, neue ökologische Nischen besiedeln, die infolge dieser Umweltveränderungen entstehen.

Adaptive Strahlungen, die sich aus allgemeinen Anpassungen ergeben, tun dies dank des Auftretens oder der Entwicklung neuer Fähigkeiten bei Individuen derselben Art, wodurch sie neue ökologische Nischen besiedeln können.

Die Bildung oder Existenz von Archipelen, hohen Gebirgshöhen oder ozeanischen Inseln stellt eine der Hauptursachen für adaptive Strahlung dar, da diese Standorte von neuen Arten besiedelt werden können, die sich schnell an diese Orte anpassen müssen und evolutionär von ihren unmittelbaren Vorfahren abweichen.

Beispiele für adaptive Strahlung

- Tiere

Finken (Vögel)

Darwin gab der wissenschaftlichen Gemeinschaft das beste Beispiel, das er bekommen konnte, um adaptive Strahlung bei Tieren zu demonstrieren: den Fall von Finken auf den Galapagos-Inseln.

Finken sind eine Vogelart, die sich von Samen ernähren und zur Gattung Geospiza gehören. Es wird angenommen, dass diese Vögel in letzter Zeit voneinander abweichen, wo eine reproduktive Isolierung aufgrund ökologischer Divergenz stattfand, die teilweise mit der Anpassung an verschiedene Arten von Samen verbunden war.

Galapagosfinken (Quelle: Robert Taylor Pritchett über Wikimedia Commons)

Bei Vögeln können Unterschiede in Körperform und -größe sowie einige Merkmale des Liedes, die mit der Morphologie zusammenhängen, zu einer vorreproduktiven Isolation führen, die nach und nach einen Speziationsprozess beinhaltet.

Buntbarsche (Fisch)

Ein weiteres klassisches Beispiel für adaptive Strahlung sind Cichliden, die zur Familie der Cichlidae tropischer Süßwasserfische gehören.

Arten in dieser Familie stammen von einer Art ab, die sich von Algen und weichen Sedimenten ernährte, aber verschiedene Arten unterschieden sich an verschiedenen Stellen davon.

Cichlidenfisch-Phylogenie (Quelle: Originalfigur Joana I. Meier, David A. Marques, Salome Mwaiko, Catherine E. Wagner, Laurent Excoffier und Ole Seehausen Schnitt von Dennis Pietras, Buffalo, NY USA über Wikimedia Commons)

In einem als Barombi Mbo bekannten See entstanden durch einen adaptiven Strahlungsprozess 11 verschiedene Arten, darunter Raubarten anderer Fische und Insekten, Arten, die sich von Eiern ernähren, Filterarten und andere, die sich wie Schwämme ernähren.

Adaptive Strahlung trat auch in einem anderen See auf, dem Malawisee, dem vielleicht bedeutendsten unter den Buntbarschen, wo Fische gefunden werden, die sich von den Ektoparasiten anderer Fische ernähren, und Fische, die Hautstücke anderer Fische abreißen. Es wurden auch Buntbarsche identifiziert, die sich von Schuppen, Eiern anderer Fische und deren Larven usw. ernähren.

Die adaptive Strahlung dieser Fische war nicht nur auf die Ausbeutung neuer trophischer Nischen (Nahrung) zurückzuführen, sondern auch auf einige Verhaltens- und Lebensraummuster, die von verschiedenen Autoren beschrieben wurden.

- Pflanzen

Ein Beispiel für adaptive Strahlung sind Gefäßpflanzen und die Besiedlung terrestrischer Umgebungen. Samenlose Gefäßpflanzen tauchten zuerst im silurischen Fossilienbestand auf, wurden jedoch im Karbon diversifizierter.

Die plötzliche adaptive Strahlung von Angiospermen (Blütenpflanzen) trat im Jura auf. Zu diesem Zeitpunkt wird angenommen, dass sie aus Farnen mit Samen entstanden sind. Seine Komplexität nahm jedoch erst vor etwa 100 Millionen Jahren zu.

Während der Diversifizierung der Angiospermen, dh ihrer adaptiven Strahlung, gab es mindestens drei Übergänge: zuerst das Aussehen des Fruchtblatts, dann das Auftreten der doppelten Befruchtung und schließlich das Aussehen der Blüten, wie wir sie in der Geschenk.

Verweise

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