Evolusjonsprosessen til absolutt enhver levende art på planeten vår gikk gjennom både stadiene med å blomstre og øke antallet av dens populasjoner, og redusere antallet eksemplarer til flere tusen, hundrevis eller mindre. I sistnevnte tilfelle er det vanlig å snakke om flaskehalseffekten. La oss se nærmere på hva dette betyr.
Hva er flaskehalseffekten?
La oss forestille oss at det finnes en slags levende skapning, som er representert med hundre tusen eller til og med flere millioner eksemplarer. I en så stor populasjon kan et bredt utvalg av egenskaper finnes blant individer av denne arten. For eksempel vil det være individer med hvit, svart, brun, flekkete farge; store, små og mellomstore individer; noen vil være raske, andre sakte, noen vil ha lange lemmer, andre vil ha store øyne. Denne listen over kvaliteter og egenskaper kan fortsette i lang tid. Det er bare én konklusjon: i en populasjon med et stort antall individer er det et stort utvalg av genetisk informasjon, det vil si genpoolener rik.
La oss nå forestille oss at det skjedde en katastrofe som førte til en kraftig utryddelse av denne arten. Som et resultat, av en million individer, var det bare noen få titalls eller hundre igjen. Naturligvis vil genetisk mangfold gå tapt. Overlevende individer bærer bare noen få forskjellige alleler, som påfølgende generasjoner vil dannes fra. Denne reduksjonen i genpoolen er en flaskehalseffekt. Situasjonen er bokstavelig t alt lik det faktum at av et bredt utvalg av fargede kuler i en flaske, ble bare noen få av dem helt gjennom en smal hals.
Gründereffekt
Antallet individer som overlevde gjennom "flaskehals"-stadiet gir opphav til nye generasjoner. I forhold til dem er dette reduserte antallet individer grunnleggeren eller foreldrepopulasjonen.
Hvis antallet individer av en art reduseres til 10 eller mindre, så snakker man om en ekstrem grunnleggereffekt. I dette tilfellet vil det praktisk t alt ikke være noe mangfold av alleler i genpoolen til påfølgende generasjoner, og de samme morfologiske karakterene vil forekomme ganske ofte.
Dermed er virkningene av grunnleggeren og flaskehalsen forbundet med hverandre i én evolusjonskjede: den første følger den andre.
Hva fører disse effektene til?
Med andre ord, er reduksjon av genpool bra eller dårlig? Svaret på dette spørsmålet er ikke så enkelt som det ser ut ved første øyekast. Her er det positive og negativefølge av definisjonen av flaskehalseffekten, dvs. reduksjonen i genetisk mangfold i en gitt art:
- Fordeler. I etterfølgende populasjoner fikseres spesifikke egenskaper og mutasjoner som kan være fordelaktige for individer i det miljøet.
- Ulemper. Et lavt nivå av genetisk mangfold fører til en nedgang i en arts evne til å tilpasse seg miljøendringer, det vil si gjør den sårbar. I tillegg begynner individer ofte å ha defekter som går i arv.
Gepard-eksempel
Et levende eksempel på flaskehalseffekten forårsaket av evolusjonært utvalg er den moderne geparden. Før den globale isingen av planeten vår (kvartærperioden), var det flere arter av geparder i Afrika, Eurasia og Nord-Amerika, som var svært forskjellige fra den moderne både i størrelse og i fartsevner. Ifølge noen estimater kan det totale antallet geparder på planeten nå hundretusenvis av individer.
I løpet av kvartærperioden, da mat ble mindre tilgjengelig, var det en massedødelighet av mange arter av levende skapninger, inkludert geparder. Det antas at antallet av sistnevnte bare kan være noen få hundre individer. Dessuten var det bare de raskeste og minste prøvene som overlevde, det vil si at det var en flaskehalseffekt for geparder.
For tiden er geparden et pattedyr med ekstremt lavt genetisk mangfold. Disse beistene er svakeresistente mot alle slags sykdommer, og alle forsøk på å implantere organer i dem ender i mislykkethet. Gepardens kropp er praktisk t alt ute av stand til å tilpasse seg endringer i miljøet.
Kunstig befolkningsreduksjon
Basert på navnet er denne flaskehalseffekten allerede forårsaket av menneskelig inngripen i naturen. Det er flere eksempler:
- Nordlige elefantseler. Som et resultat av aktiv jakt og utryddelse av disse dyrene på slutten av 1800-tallet, av 150 tusen, var det bare 20 individer igjen.
- europeisk og amerikansk bison. Europeisk bison på begynnelsen av 1900-tallet var det bare 12 individer (av 3600), og amerikanske - 750 (av 370 tusen).
- kjempeskilpadder på Galapagosøyene.
Merk at denne effekten også brukes i valg av nye underarter av planter og dyr, for å konsolidere egenskaper som er gunstige for mennesker.
Kan genetisk mangfold gjenopprette seg?
Svaret på dette spørsmålet er ja. Ja, det kan, men for dette er det nødvendig å skape passende forhold. Selv når foreldregruppen av individer var liten og det var en sterk flaskehalseffekt tidligere, kan genetisk mangfold gjenopprettes i en lang påfølgende evolusjonsprosess.
For dette må miljøet gi ulike nisjer for habitatet til denne arten, det vil si at miljøet i seg selv må være mangfoldig. Deretter,ved å tilpasse seg nye forhold og gradvis akkumulere nye mutasjoner, kan arten gjenopprette genpoolen sin.
Hva med menneskelig evolusjon?
Ulike katastrofer i kjent historie krevde stadig titalls og hundretusener av menneskeliv, noe som skapte effekten av en flaskehals for Homo Sapiens og andre menneskearter. Her er noen eksempler:
- 75 tusen år siden eksploderte Toba-supervulkanen i Indonesia. Dens eksplosive kraft er anslått som sådan til 3000 Saint Helena-vulkaner! I følge noen antakelser kan dette utbruddet redusere antallet forskjellige typer mennesker til flere tusen individer over hele jorden.
- I løpet av middelalderen døde omtrent 1/3 av befolkningen i Europa som følge av den svarte pesten.
- Under koloniseringen av den nye verden av europeere på slutten av det 15. - første halvdel av 1500-tallet, ble omtrent 90 % av urbefolkningen ødelagt.
- I 1783 eksploderte Lucky-vulkanen på Island. Deretter ble sult og sykdom lagt til den, som et resultat av at rundt 20 % av øyas befolkning døde.
Når det gjelder den nåværende situasjonen med mennesker, er deres genetiske mangfold ganske stort, siden planetens befolkning er rundt 7,5 milliarder og den er fordelt over hele jorden (ulike miljøforhold).
