Vplyv klimatických zmien na prirodzený výber a evolúciu

V našich ekosystémoch sa všetky živé bytosti riadia procesom tzv prirodzený výber. Tento proces rozhoduje o tom, ktoré gény sú najprospešnejšie pre prežitie živých bytostí a spôsobujú zlepšenia v ich adaptácii. Toto je jeden z hlavných mechanizmov evolúcie, navrhnutý Charlesom Darwinom v 19. storočí, ktorý opísal, ako tie organizmy, ktorých vlastnosti im dávali väčšiu možnosť prežitia, mali tendenciu sa viac reprodukovať, a preto by si zachovali uvedené prospešné vlastnosti.

Zmena klímy a jej čoraz ničivejšie účinky na celom svete však prinášajú nové premenné, ktoré ovplyvňujú tento evolučný proces. Meniace sa podmienky prostredia, ako sú teploty a zrážky, ovplyvňujú schopnosť druhov prežiť a rozmnožovať sa. V dôsledku toho pozorujeme jav, pri ktorom Klimatické zmeny môžu ovplyvniť aj prirodzený výber, ktorá mení evolučné trajektórie organizmov v procese, ktorý zahŕňa nielen genetiku, ale aj interakciu s prostredím.

Čo je to prírodný výber?

Aby sme plne pochopili, ako môže zmena klímy ovplyvniť proces prirodzeného výberu, je dôležité si uvedomiť, čo je prirodzený výber. Prirodzený výber je proces, ktorým sa druh počas generácií prispôsobuje svojmu prostrediu. Tento proces vedie k evolučnej zmene, keď sú jedinci s výhodnejšími vlastnosťami (či už z hľadiska prežitia alebo reprodukcie) úspešnejší ako ostatní, a preto tieto vlastnosti prenášajú na svoje potomstvo. Takto prežijú a rozptýlia sa v populácii gény, ktoré umožňujú lepšiu adaptáciu.

Koncept prirodzeného výberu je založený na myšlienke, že existuje a variabilita genetika medzi druhmi. Táto rôznorodosť umožňuje niektorým jednotlivcom za určitých okolností prosperovať viac ako iným. Tento jav bol preukázaný v rôznych genetických štúdiách v priebehu času, s paradigmatickými príkladmi, ako sú mory Biston betularia, ktoré sa po priemyselnej revolúcii vyvinuli smerom k tmavšiemu sfarbeniu, aby sa lepšie maskovali na stromoch pokrytých sadzami.

Tento proces zmeny a adaptácie nie je ani automatický, ani rýchly, ale v posledných rokoch sme boli svedkami toho, že so zmenou klímy poháňanou ľudskou činnosťou sa menia aj časy a miery adaptácie.

Prírodný výber a klimatické zmeny

Štúdia zverejnená v časopise veda tvrdí, že globálne zmeny v tomto procese prirodzeného výberu sa viac riadia tým zrážky než kvôli teplotám. Štúdia ukazuje, že zmenou režimu globálnych zrážok môže zmena klímy ovplyvniť evolučný proces druhov.

Aj keď ekologické dôsledky klimatických zmien sú stále viac dokumentované, účinky na evolučný proces, ktorý riadi adaptáciu, sú stále do značnej miery neznáme. Analýzou rozsiahlej databázy, ktorá zahŕňa niekoľko štúdií o rôznych populáciách zvierat, rastlín a iných organizmov, výskumníci študovali, ako zmeny klímy ovplyvňujú prirodzený výber.

Adam Siepielski, výskumník z University of Arkansas, poukazuje na to, že jedným z aspektov, ktoré už boli identifikované, je zmena vzorcov sucha a zrážok. Zmenou úrovní zrážok by suché oblasti mohli zažiť vážnejšie suchá, zatiaľ čo vlhké oblasti, ktoré už teraz dostávajú hojné zrážky, by sa mohli stať ešte extrémnejšími. Tieto zmeny by zase ovplyvnili trofické interakcie a dostupnosť zdrojov.

Napríklad zmena vzorcov zrážok môže ovplyvniť zdroj potravy rôznych organizmov, čo prinúti niektoré druhy rýchlo sa prispôsobiť alebo čeliť vyhynutiu. Tieto zmeny v počasí odhaľujú, že prirodzený výber je formovaný novou klimatickou realitou planéty.

Zníženie zrážok a zvýšenie sucha

Zrážkový režim je jednou z najdôležitejších premenných, ktoré môžu ovplyvniť prirodzený výber. The pokles zrážok a rastúce suchá sú čoraz bežnejšie, najmä v tradične suchých alebo polosuchých oblastiach. Keďže suchá sa časom a frekvenciou zvyšujú, niektoré regióny zažívajú prechod na suchšie a dokonca púštne podnebie.

Vplyv na tento druh je značný, pretože zníženie dostupnosti vody priamo ovplyvňuje základ potravinového reťazcaako rastliny a hmyz. To zasa ovplyvňuje bylinožravce a predátorov, ktorí sú na nich závislí. Napríklad v niektorých oblastiach môžu druhy, ktoré sa pri získavaní potravy spoliehajú na špecifickú vegetáciu, stretnúť s ťažkosťami, keď sa vegetačná pokrývka zníži v dôsledku nedostatku vody.

Naopak, v niektorých regiónoch môže dôjsť k nárastu zrážok, čo ovplyvňuje aj organizmy, ktoré nie sú prispôsobené na vlhšie prostredie. V oboch prípadoch klíma funguje ako vonkajší činiteľ, ktorý vytvára nové podmienky, ktorým musia živé bytosti čeliť. Povaha prirodzeného výberu znamená, že druhy schopné prispôsobiť sa týmto novým podmienkam nielenže prežijú, ale budú prosperovať, zatiaľ čo iné budú čeliť klesajúcej populácii a dokonca vyhynutiu.

Zmeny v ekosystémoch

Svetové ekosystémy prechádzajú výraznými zmenami v dôsledku klimatických zmien. Ako rýchlo sa tieto zmeny vyskytnú, určí, či bude mať postihnutý druh dostatok času na prispôsobenie sa, alebo či zostane pozadu. V mnohých systémoch a zmena vzoru zrážok Priamo ovplyvňuje dynamiku prežitia organizmov. Napríklad bylinožravé druhy závisia od dostupnosti špecifických rastlín a narušenie cyklov zrážok môže znamenať významnú stratu ich zdroja potravy.

Okrem toho, ako sa menia ekosystémy, menia sa aj trofické interakcie. Postihnuté môžu byť aj dravce, ktoré sa spoliehajú na bylinožravé druhy, čím sa v rámci komunity spustí rad kaskádových efektov. Vedci pozorujú, že niektorým druhom sa môže zmenšiť rozsah ich distribúcie, keďže iné nové druhy kolonizujú ich územie, čím sa vytvára nová dynamika konkurencie.

Je dôležité pochopiť vzťah medzi klimatickými zmenami a vývojom druhov, aby bolo možné predvídať zmeny, ktoré sa môžu vyskytnúť v ekosystémoch. Nedávne štúdie, ako napríklad práca s rybami vo vodných biotopoch, odhalili, že organizmy v týchto prostrediach sú obzvlášť vystavené klimatickým zmenám, pretože veľmi priamo závisia od teploty a kvality vody.

Rýchle adaptácie a zrýchlený prirodzený výber

Klimatické zmeny zahŕňajú nielen pomalé a postupné zmeny, s ktorými sa druhy postupne vyrovnávajú, ale v niektorých prípadoch si vyžaduje rýchlosť globálneho otepľovania. rýchle adaptácie. Štúdia vedená Dartmouthskou univerzitou (USA) ukazuje, že niektoré druhy tropických plazov, ako napríklad hnedé jašterice, sa začali prispôsobovať stúpajúcim teplotám oveľa rýchlejšie, než sa očakávalo. Tento zrýchlený vývoj je spôsobený prirodzeným výberom, ktorý prebieha v reálnom čase, kde prežijú a rozmnožujú sa iba jedinci, ktorí sú najlepšie prispôsobení novým podmienkam.

V tomto prípade bolo pozorované, že jašterice, ktoré by mohli bežať rýchlejšie pri vyšších teplotách, mali vyššiu mieru prežitia, pretože boli schopné udržať si svoju aktivitu v drsných podmienkach prostredia, čo im umožnilo viac sa kŕmiť a vyhýbať sa predátorom. Tento príklad poukazuje na to, ako sa niektoré druhy môžu rýchlo vyvíjať v priamej reakcii na zmeny životného prostredia, čo sa donedávna nepovažovalo za možné. Tento typ výskumu poskytuje nádej, ale tiež zdôrazňuje, aké zložité a neisté môže byť predpovedanie reakcií druhov na zmenu klímy.

Závery o vplyve klimatických zmien na prirodzený výber

Klimatické zmeny zásadným a v mnohých prípadoch neočakávaným spôsobom menia proces prirodzeného výberu. Či už v dôsledku zmien v zrážkach, dlhotrvajúcich suchách alebo rastúcich globálnych teplôt, druhy na celom svete sú nútené prispôsobiť sa novej realite. Zatiaľ čo sa zdá, že niektoré druhy majú schopnosť reagovať rýchlo a efektívne, mnohé iné to možno nedokážu, čo predstavuje značnú výzvu pre globálnu biodiverzitu.

Schopnosť druhov prispôsobiť sa môže závisieť od mnohých faktorov vrátane genetickej diverzity, ekologickej niky a zdrojov dostupných v meniacom sa prostredí. Jedna vec je však jasná: zmena klímy nielenže mení klímu, ale mení aj mechanizmy evolúcie a prirodzeného výberu, ktoré fungovali milióny rokov.

Pochopenie súvislostí medzi klimatickými zmenami, prirodzeným výberom a evolúciou je teda kľúčové, aby sme mohli predvídať, ako by sa ekosystémy mohli zmeniť v nasledujúcich desaťročiach a ktoré druhy budú úspešné v budúcom klimatickom svete. Medzitým vedecký výskum pokračuje v odhaľovaní zložitých mechanizmov, ktorými príroda reaguje, prispôsobuje sa alebo v niektorých prípadoch hynie tvárou v tvár novým environmentálnym výzvam.