Adaptiv stråling | hurtig evolutionær stråling
Adaptiv stråling er hurtig evolutionær stråling. Det er en stigning i antallet og diversiteten af arter i hver slægt. Den producerer flere nye arter, og disse arter lever i et bredere spektrum af levesteder.
Nogle definitioner udtrykker det i form af en enkelt klade: "Adaptiv stråling er den hurtige spredning af nye taxaer fra en enkelt forfædregruppe". Men i de mest markante tilfælde, som f.eks. i Trias efter den største udryddelseshændelse i Jordens historie, gennemgik mange slægter en hurtig stråling samtidig. Dette må have noget at gøre med tilgængeligheden af økologiske nicher og den relativt ringe konkurrence.
De ediacariske biota var resultatet af en tidlig metazolisk stråling. Den største stråling af alle fandt sted tidligt i den kambriske periode, hvor de fleste af vores dyrefylaer udviklede sig: se Liste over dyrefylaer.
Med mindre konkurrence spreder grupperne sig for at udfylde de tilgængelige levesteder og nicher. Dette er en evolutionær proces, der er drevet af naturlig udvælgelse.
Udtrykket blev introduceret og diskuteret af George Gaylord Simpson, palæontologen, som bidrog til den moderne evolutionære syntese. Andre foretrækker ikke at bruge udtrykket. Robert L Carroll foretrækker at bruge udtrykket større evolutionære overgange, selv om det viser sig, at alle eller de fleste af disse også kunne beskrives som adaptive radiationer. Andre bruger udtryk som makroevolution eller endog megaevolution, som om processerne er forskellige fra dem, der finder sted under artsniveau. Det er en del af evolutionsteorien, at alle processer finder sted på populationsniveau. Alle er dog enige om, at hastigheden af udviklingen ændrer sig, uanset hvordan den måles.
Udviklingen af fuglenæb og fødemetoder har ført til en stor stigning i antallet af fuglearter. Der findes mindst 9.000 levende fuglearter, hvilket er langt flere end pattedyr.
Måling af ændringshastigheder
Optegnelser af tidspunkterne er behæftet med huller i de fossile optegnelser, ofte i de afgørende tidlige stadier, hvor antallet er lavt, og den geografiske udbredelse er stærkt begrænset. "I virkeligheden er der lange perioder inden for næsten alle slægter, hvor fossiloptegnelserne stadig er ukendte".p297 Disse huller påvirker vores viden om tidspunkter og om ændringer i kroppens form og funktion.
Men når der inden for en kort periode opstår flere klart nye linjer, er det rimeligt at sige, at ændringen har været overraskende hurtig. Et eksempel herpå er fremkomsten af nye reptilgrupper i den øvre Trias. Hvis man bruger udtrykket "krybdyr" bredt, omfatter grupperne dinosaurer, pterosaurer, Chelonia (skildpadder), krokodylomorfer (tidlige Crocodilia), phytosaurer og ichthyosaurer lidt tidligere (mellemste Trias).
Disse udstrålinger fandt sted efter den store Perm-Trias-udryddelse, der afsluttede den palæozoiske æra. Selve triastiden havde flere mindre (men stadig betydelige) udryddelser. Desværre har Trias den fattigste fossiloptegnelse af hele den mesozoiske æra.
Årsager
Innovation
Udviklingen af en ny egenskab kan gøre det muligt for en gruppe at sprede sig, fordi den muliggør nye måder at leve på. Et meget slående eksempel er det cleidoiske æg, som udviklede sig hos de tidlige amnioter og gjorde det muligt for hvirveldyr at invadere landjorden. Det cleidoiske æg må være blevet udviklet i den seneste devoniske periode eller den tidlige karbonperiode. Padder, som forgrenede sig før denne begivenhed, lægger stadig deres æg i vand og er derfor begrænset i det omfang, de kan udnytte landmiljøer.
Et eksempel på en mere beskeden nyskabelse er udviklingen af en fjerde tandspids i pattedyrtænderne. Denne egenskab gør det muligt at øge antallet af fødeemner, der kan spises, betydeligt. Udviklingen af denne karakter har således øget antallet af økologiske nicher, der er tilgængelige for pattedyr. Denne egenskab opstod flere gange i forskellige grupper i løbet af Kænozoikum og blev i hvert enkelt tilfælde straks efterfulgt af en adaptiv stråling. Hos fuglene åbnede udviklingen af flyvning nye muligheder, og der opstod mindst to store adaptive udstrålinger (en før og en efter K/T-udryddelsen). Endnu mere slående var udviklingen af insekters flyvning, som førte til en enorm udstråling i Mesozoikum. Derefter udviklede disse insektgrupper måder at ernære sig af blomstrende planter på. De er nu langt flere end alle andre former for dyreliv.
Mulighed
Adaptive radiationer sker ofte, når organismer kommer ind i miljøer med ubesatte nicher, som f.eks. en nyoprettet sø eller en isoleret ø-kæde. Den eller de koloniserende populationer kan sprede sig hurtigt og udnytte alle mulige nicher. Muligheder opstår, når der dannes landbroer mellem områder, der tidligere var adskilte, og når arter kommer til nye steder i verden.
I Victoriasøen, en isoleret sø, der blev dannet for nylig i den afrikanske riftdal, er over 300 arter af cichlidefisk udsprunget fra én moderart på bare 15.000 år.
Ledige øer
På omkring 17.000 km2 (17.000 km2 ) har Hawaiiøerne den mest forskelligartede samling af drosophilide fluer i verden, der lever fra regnskove til bjergenge. Der kendes ca. 800 hawaiianske drosophilid-arter.
Undersøgelser viser en klar "strøm" af arter fra ældre til nyere øer. Der er også tilfælde af kolonisering tilbage til ældre øer og af at springe øer over, men disse tilfælde er langt mindre hyppige. Ved hjælp af kalium/argon-radioaktiv datering kan de nuværende øer dateres fra 0,4 millioner år siden (mya) (Mauna Kea) til 10 millioner år siden (Necker). Det ældste medlem af Hawaiiøernes øgruppe, der stadig er over havet, er Kure Atoll, som kan dateres til 30 mya. Selve øgruppen, der er opstået ved, at Stillehavspladen bevægede sig over et varmt punkt, har eksisteret i langt længere tid, i hvert fald indtil kridttiden. Hawaiiøerne plus tidligere øer, der nu ligger under havet, udgør Hawaii-Emperor-seamountkæden, og mange af de undervandsbjerge er guyots.
Alle de indfødte drosophilid-arter på Hawaiʻi stammer tilsyneladende fra en enkelt forfaderart, som koloniserede øerne for omkring 20 millioner år siden. Den efterfølgende adaptive udstråling blev fremskyndet af manglende konkurrence og en bred vifte af ledige nicher. Selv om det ville være muligt for en enkelt drægtig hun at kolonisere en ø, er det mere sandsynligt, at det har været en gruppe fra samme art, der har koloniseret øen.
Der findes andre dyr og planter i Hawaiiøernes øgruppe, som har gennemgået lignende, om end mindre spektakulære, adaptive radiationer.
Masseudryddelser
Adaptive udstrålinger følger ofte efter masseudryddelser. Efter en udryddelse er mange nicher efterladt tomme. Et klassisk eksempel på dette er udskiftningen af de ikke-aviære dinosaurer i slutningen af kridttiden med pattedyr i palæocæn.
1. Art A vandrer fra fastlandet til den første ø. 2. Isoleret fra fastlandet udvikler art A sig til art B. 3. Art B migrerer til den anden ø. 4. Art B udvikler sig til art C. 5. Art C genkoloniserer de første øer, men er nu ude af stand til at formere sig med art B. 6. Art B udvikler sig til art C. Art C migrerer til den tredje ø. 7. Art C udvikler sig til art D. 8. Art D migrerer til den første og anden ø. 9. Art D udvikler sig til art E. Denne proces kan fortsætte i det uendelige, indtil en stor diversitet er nået.
Store udstrålinger
- Den kambriske eksplosion: den mest berømte af alle adaptive radiationer. De fleste arter opstod under eller lige før kambrisk tid.
- Flyvning: alle former for flyvende dyr har stor succes
- Flyvning hos insekter: Pterygota: det største antal levende arter er flyvende insekter.
- Flyvning hos fugle: fuglenes oprindelse: det største antal landhvirveldyr.
- Dinosauriernes stråling i den øvre trias.
- Den øvre kridttids stråling af blomstrende planter.
Spørgsmål og svar
Q: Hvad er adaptiv stråling?
A: Adaptiv stråling er en hurtig evolutionær proces, der øger antallet og diversiteten af arter i hver enkelt slægt og producerer flere nye arter, der lever i et bredere spektrum af levesteder.
Spørgsmål: Hvordan virker adaptiv stråling?
A: Adaptiv stråling fungerer ved at grupper diversificerer sig for at udfylde tilgængelige levesteder og nicher, hvilket er en evolutionær proces, der drives af naturlig selektion.
Spørgsmål: Hvem introducerede udtrykket "adaptiv stråling"?
Svar: Udtrykket blev introduceret og diskuteret af George Gaylord Simpson, palæontologen, som bidrog til den moderne evolutionære syntese.
Spørgsmål: Er der andre terminologier, der anvendes om adaptiv stråling?
A: Robert L Carroll foretrækker at bruge udtrykket større evolutionære overgange, selv om det viser sig, at alle eller de fleste af disse også kunne beskrives som adaptive radiationer. Andre bruger udtryk som makroevolution eller endog megaevolution, som om processerne er forskellige fra dem, der finder sted under artsniveau.
Spørgsmål: Finder adaptiv stråling sted på populationsniveau?
Svar: Ja, det er en del af evolutionsteorien, at alle processer finder sted på populationsniveau.
Spørgsmål: Hvad var et eksempel på tidlig stråling hos metazoer?
Svar: De ediacariske biota var et eksempel på tidlig metafisk stråling.
Spørgsmål: Hvornår udviklede de største dyrefylaer sig?
Svar: De største dyrefylaer udviklede sig i den kambriske periode, hvor de fleste fylaer gennemgik en hurtig stråling samtidig på grund af tilgængeligheden af økologiske nicher og relativt lidt konkurrence.
