Adaptívna radiácia: príčiny, mechanizmy a príklady v evolúcii

Záznamy o časovaní sú poznačené medzerami vo fosílnych záznamoch, často v tých rozhodujúcich počiatočných štádiách, keď je ich početnosť nízka a geografické rozšírenie je značne obmedzené. "V skutočnosti existujú dlhé obdobia v rámci takmer každej línie, pre ktoré fosílny záznam zostáva neznámy". ^{s. 297.} Tieto medzery ovplyvňujú naše poznatky o časovaní a o zmenách tvaru a funkcie tela.

Napriek tomu, keď sa v krátkom čase objaví niekoľko výrazne nových línií, zdá sa byť rozumné povedať, že tempo zmien bolo prekvapivo rýchle. Príkladom môže byť výskyt nových skupín plazov vo vrchnom triase. Ak použijeme termín "plazy" v širšom zmysle, medzi tieto skupiny patria dinosaury, pterosaury, Chelonia (korytnačky), krokodílofóry (skoré Crocodilia), fytozaury a o niečo skôr (stredný trias) ichtyosaury.

Tieto radiácie nastali po veľkom permsko-triasovom vymieraní, ktoré ukončilo prvohory. Samotný trias mal niekoľko menších (ale stále významných) vymieraní. Žiaľ, trias má najchudobnejší fosílny záznam z celej druhohornej éry.

Inovácie

Vývoj novej vlastnosti môže skupine umožniť diverzifikáciu, pretože umožňuje nové spôsoby života. Najvýraznejším príkladom je vajíčko cleidoic, ktoré sa vyvinulo u prvých amniotov a umožnilo stavovcom preniknúť na súš. Cleidoidné vajíčko sa muselo vyvinúť v poslednom devóne alebo na začiatku karbónu. Obojživelníky, ktoré sa rozvetvili pred touto udalosťou, stále kladú vajíčka do vody, a tak sú obmedzené v rozsahu, v akom môžu využívať suchozemské prostredie.

Príkladom skromnejšej inovácie je evolúcia štvrtého hrotu v zube cicavcov. Táto vlastnosť umožňuje výrazne rozšíriť spektrum potravy, ktorou sa možno živiť. Evolúcia tohto znaku tak zvýšila počet ekologických ník, ktoré majú cicavce k dispozícii. Tento znak vznikol v priebehu kenozoika niekoľkokrát u rôznych skupín a v každom prípade po ňom okamžite nasledovala adaptačná radiácia. U vtákov evolúcia letu otvorila nové možnosti a došlo k minimálne dvom obrovským adaptačným radiáciám (jedna pred a jedna po udalosti vymierania K/T). Ešte výraznejšia bola evolúcia letu hmyzu, ktorá viedla k obrovskej radiácii v druhohorách. Potom si tieto skupiny hmyzu vyvinuli spôsoby, ako sa živiť kvitnúcimi rastlinami. V súčasnosti ich počet výrazne prevyšuje všetky ostatné formy živočíšneho života.

Príležitosť

K adaptívnej radiácii často dochádza, keď sa organizmy dostanú do prostredia s neobsadenými nikami, ako je napríklad novovzniknuté jazero alebo izolovaná ostrovná reťaz. Kolonizujúce populácie sa môžu rýchlo diverzifikovať a využiť všetky možné niky. Príležitosti sa vyskytujú, keď sa vytvoria pevninské mosty medzi oblasťami, ktoré boli predtým oddelené, a vždy, keď sa druhy dostanú na nové miesto na svete.

Vo Viktóriinom jazere, izolovanom jazere, ktoré vzniklo nedávno v africkom zlomovom údolí, sa z jedného rodičovského druhu vyliahlo za 15 000 rokov viac ako 300 druhov cichlíd.

Voľné ostrovy

Na Havajských ostrovoch s rozlohou približne 6 500 km² (17 000 km2) žije najrozmanitejšia zbierka drozofilných múch na svete, od dažďových pralesov až po horské lúky. Je známych približne 800 druhov havajských drozofilov.

Štúdie ukazujú jasný "tok" druhov zo starších na novšie ostrovy. Existujú aj prípady kolonizácie späť na staršie ostrovy a preskočenia ostrovov, ale tie sú oveľa menej časté. Podľa rádioaktívneho datovania draslíkom/argónom sa súčasné ostrovy datujú do obdobia pred 0,4 miliónmi rokov (mya) (Mauna Kea) až 10mya (Necker). Najstarším členom havajského súostrovia, ktorý je stále nad morom, je atol Kure, ktorý možno datovať do obdobia 30 mya. Samotné súostrovie, ktoré vzniklo pohybom tichomorskej dosky cez horúce miesto, existuje oveľa dlhšie, minimálne do kriedy. Havajské ostrovy plus bývalé ostrovy, ktoré sú teraz pod hladinou mora, tvoria reťaz Havajsko-ciesařských podmorských hôr; a mnohé z podmorských hôr sú guyoty.

Všetky pôvodné druhy drozofilov na Havaji zrejme pochádzajú z jedného predka, ktorý ostrovy kolonizoval približne pred 20 miliónmi rokov. Následnú adaptívnu radiáciu podnietil nedostatok konkurencie a široká škála voľných ník. Hoci by bolo možné, že ostrov kolonizovala jediná gravidná samica, pravdepodobnejšie je, že išlo o skupinu z toho istého druhu.

Na Havajskom súostroví sa vyskytujú aj iné živočíchy a rastliny, ktoré prešli podobnou, aj keď menej nápadnou adaptačnou radiáciou.

Hromadné vymieranie

Po masových vymieraniach bežne nasledujú adaptívne radiácie. Po vyhynutí zostáva veľa ník voľných. Klasickým príkladom je nahradenie nepôvodných dinosaurov na konci kriedy cicavcami v paleocéne.

• Kambrickáexplózia: najznámejšia zo všetkých adaptívnych radiácií. Väčšina fylov sa objavila počas kambria alebo tesne pred ním.
• Let: všetky formy lietajúcich zvierat sú veľmi úspešné
• Let u hmyzu: Pterygota: najväčší počet žijúcich druhov je lietajúci hmyz.
• Let u vtákov: pôvod vtákov: najväčší počet suchozemských stavovcov.
• Hornotriasové žiarenie dinosaurov.
• Hornokriedová radiácia kvitnúcich rastlín.

• Adaptácia