Adaptieve radiatie

Adaptieve straling is snelle evolutionaire straling. Het is een toename van het aantal en de diversiteit van de soorten in elke stam. Het produceert meer nieuwe soorten, en die soorten leven in een breder scala van habitats.

Sommige definities verwoorden het in termen van één enkele clade: "Adaptieve straling is de snelle verspreiding van nieuwe taxa uit één enkele voorouderlijke groep". In de meest opvallende gevallen, zoals in het Trias na de grootste uitstervingsgebeurtenis in de geschiedenis van de aarde, ondergingen vele lijnen echter tegelijkertijd snelle straling. Dit moet iets te maken hebben met de beschikbaarheid van ecologische niches en de relatieve afwezigheid van concurrentie.

De Ediacaran-biota waren het resultaat van een vroege metazoaanse straling. De grootste straling vond plaats in het begin van de Cambriumperiode, toen het grootste deel van onze dierlijke phyla evolueerde: zie Lijst van dierlijke phyla.

In de relatieve afwezigheid van concurrentie, diversifiëren de groepen om de beschikbare habitats en niches te vullen. Dit is een evolutionair proces dat wordt gedreven door natuurlijke selectie.

De term werd geïntroduceerd en besproken door George Gaylord Simpson, de paleontoloog die bijdroeg aan de moderne evolutionaire synthese. Anderen geven er de voorkeur aan de term niet te gebruiken. Robert L Carroll geeft de voorkeur aan het gebruik van de term grote evolutionaire overgangen, hoewel het blijkt dat alle of de meeste van deze ook beschreven kunnen worden als adaptieve bestralingen. Anderen gebruiken termen als macro-evolutie, of zelfs megaevolutie, alsof de processen anders zijn dan die welke onder het niveau van de soort voorkomen. Het maakt deel uit van de evolutietheorie dat alle processen plaatsvinden op het niveau van populaties. Allen zijn het er echter over eens dat de snelheid van de evolutie wel degelijk verandert, maar dat het wel gemeten wordt.


De evolutie van de vogelbekken en de voedermethoden heeft geleid tot een grote toename van het aantal vogelsoorten. Er zijn minstens 9.000 levende vogelsoorten, veel meer dan zoogdieren.
De evolutie van de vogelbekken en de voedermethoden heeft geleid tot een grote toename van het aantal vogelsoorten. Er zijn minstens 9.000 levende vogelsoorten, veel meer dan zoogdieren.

Meting van de wijzigingspercentages

De gegevens over de timing worden door gaten in het fossielenbestand gedicht, vaak in die cruciale vroege stadia waarin de aantallen laag zijn en de geografische spreiding ernstig wordt beperkt. "In werkelijkheid zijn er lange perioden binnen bijna elke stamboom waarvoor het fossielenbestand onbekend blijft". p297 Deze hiaten hebben invloed op onze kennis van timing, en van veranderingen in lichaamsvorm en -functie.

Toch lijkt het redelijk om te zeggen dat het tempo van de veranderingen verrassend snel is geweest, wanneer er binnen een korte periode een aantal duidelijk nieuwe lijnen verschijnen. Een voorbeeld hiervan is het verschijnen van nieuwe reptielengroepen in het Opper-Trias. Als we de term 'reptiel' in grote lijnen gebruiken, omvatten de groepen dinosauriërs, pterosauriërs, Chelonia (schildpadden), krokodilachtigen (vroege Crocodilia), fytosauriërs, en ichthyosauriërs iets eerder (Midden-Trias).

Deze bestralingen vonden plaats na de grote Permaans-Triassische uitsterving die een einde maakte aan het Palaeozoïcum. Het Trias zelf had verschillende kleinere (maar nog steeds significante) uitstervingen. Helaas heeft het Trias het armste fossiele record van het hele Mesozoïcum.

Oorzaken

Innovatie

De evolutie van een nieuwe functie kan een groep laten diversifiëren omdat het nieuwe manieren van leven mogelijk maakt. Een zeer treffend voorbeeld is het cleidoïsche ei, dat zich in de vroege amnioten ontwikkelde en het mogelijk maakte dat gewervelde dieren het land binnenvielen. Het cleidoïsche ei moet ontwikkeld zijn in het laatste Devoon of het vroege Carboon. Amfibieën, die zich voor deze gebeurtenis vertakten, leggen hun eieren nog steeds in water, en zijn dus beperkt in de mate waarin ze landomgevingen kunnen ontginnen.

Een voorbeeld van een meer bescheiden innovatie is de evolutie van een vierde cusp in de zoogdiertand. Deze eigenschap maakt een enorme toename mogelijk van het scala aan voedingsmiddelen die kunnen worden gevoed. Door de evolutie van dit karakter is het aantal ecologische niches dat beschikbaar is voor zoogdieren toegenomen. De eigenschap is tijdens het Cenozoïcum een aantal keren in verschillende groepen ontstaan en werd in elk geval onmiddellijk gevolgd door een adaptieve bestraling. Bij vogels opende de evolutie van de vlucht nieuwe mogelijkheden, en er deden zich minstens twee enorme adaptieve bestralingen voor (één voor en één na het K/T uitsterven). Nog opvallender was de evolutie van de insectenvlucht, die leidde tot enorme straling in het Mesozoïcum. Vervolgens ontwikkelden deze insectengroepen manieren om zich te voeden met bloeiende planten. Ze overtreffen nu alle andere vormen van dierlijk leven met een behoorlijke marge.

Kans

Adaptieve bestralingen gebeuren vaak wanneer organismen een omgeving met onbezette niches binnendringen, zoals een nieuw gevormd meer of een geïsoleerde eilandketen. De koloniserende populatie(s) kan (kunnen) snel diversifiëren en profiteren van alle mogelijke niches. Kansen doen zich voor wanneer landbruggen ontstaan tussen gebieden die voorheen gescheiden waren, en wanneer soorten op een nieuwe plaats in de wereld terechtkomen.

In het Victoriameer, een geïsoleerd meer dat onlangs in de Afrikaanse riftvallei is ontstaan, straalden in slechts 15.000 jaar tijd meer dan 300 soorten cichliden uit één oudersoort.

Lege eilanden

In ongeveer 6.500 vierkante meter (17.000 km2) hebben de Hawaïaanse eilanden de meest diverse verzameling drosophilide-vliegen ter wereld, variërend van regenwouden tot bergweiden. Er zijn ongeveer 800 Hawaiiaanse drosophilide-soorten bekend.

Studies tonen een duidelijke "stroom" van soorten aan van oudere naar nieuwere eilanden. Er zijn ook gevallen van kolonisatie terug naar oudere eilanden, en het overslaan van eilanden, maar deze komen veel minder vaak voor. Door kalium/argon radioactieve datering, dateren de huidige eilanden van 0,4 miljoen jaar geleden (mya) (Mauna Kea) tot 10mya (Necker). Het oudste lid van de Hawaïaanse archipel dat nog boven de zee ligt is Kure Atoll, die op 30 mya kan worden gedateerd. De archipel zelf, geproduceerd door de plaat van de Stille Oceaan die zich over een brandhaard beweegt, bestaat al veel langer, in ieder geval tot in het Krijt. De Hawaiiaanse eilanden plus de voormalige eilanden die nu onder de zee liggen vormen de Hawaiiaanse-Emperor zeeketen; en veel van de onderwatergebergten zijn kerels.

Alle inheemse drosophilide-soorten in Hawaiʻi stammen blijkbaar af van een enkele voorouderlijke soort die de eilanden koloniseerde, zo'n 20 miljoen jaar geleden. De daaropvolgende adaptieve straling werd aangewakkerd door een gebrek aan concurrentie en een grote verscheidenheid aan lege niches. Hoewel het mogelijk zou zijn voor een enkel zwanger vrouwtje om een eiland te koloniseren, is het waarschijnlijker dat het een groep van dezelfde soort was.

Er zijn andere dieren en planten op de Hawaïaanse archipel die soortgelijke, zij het minder spectaculaire, adaptieve bestralingen hebben ondergaan.

Massa-extincties

Adaptieve bestralingen volgen vaak de massa-uitsterving. Na een uitstervingsgebeurtenis blijven er veel niches vrij. Een klassiek voorbeeld hiervan is de vervanging van de niet-avische dinosauriërs aan het einde van het Krijt door zoogdieren in het Palaeoceen.

1. Soort A migreert van het vasteland naar het eerste eiland. 2. 2. Geïsoleerd van het vasteland, evolueert soort A naar soort B. 3. Soort A is een van het vasteland verwijderd eiland. 3. Soort B migreert naar het tweede eiland. 4. 4. Soort B evolueert naar soort C. 5. Soort C herkoloniseert de eerste eilanden, maar kan zich nu niet meer voortplanten met soort B. 6. Soort C is niet meer in staat om zich voort te planten. 6. Soort C migreert naar het derde eiland. 7. 8. Soort C ontwikkelt zich tot soort D. 8. Soort D migreert naar het eerste en tweede eiland. 9. 9. Soort D evolueert naar soort E. Dit proces kan tot in het oneindige duren totdat een grote diversiteit wordt bereikt.
1. Soort A migreert van het vasteland naar het eerste eiland. 2. 2. Geïsoleerd van het vasteland, evolueert soort A naar soort B. 3. Soort A is een van het vasteland verwijderd eiland. 3. Soort B migreert naar het tweede eiland. 4. 4. Soort B evolueert naar soort C. 5. Soort C herkoloniseert de eerste eilanden, maar kan zich nu niet meer voortplanten met soort B. 6. Soort C is niet meer in staat om zich voort te planten. 6. Soort C migreert naar het derde eiland. 7. 8. Soort C ontwikkelt zich tot soort D. 8. Soort D migreert naar het eerste en tweede eiland. 9. 9. Soort D evolueert naar soort E. Dit proces kan tot in het oneindige duren totdat een grote diversiteit wordt bereikt.

Grote bestralingen

  • De Cambrium-explosie: de beroemdste van alle adaptieve bestralingen. De meeste phyla verscheen tijdens of vlak voor de Cambrium.
  • Vlucht: alle vormen van vliegende dieren zijn zeer succesvol
    • Vlucht in insecten: de Pterygota: het grootste aantal levende soorten zijn vliegende insecten.
    • Vlucht bij vogels: de herkomst van vogels: het grootste aantal gewervelde landdieren.
  • De Upper Triassic straling van dinosaurussen.
  • De Krijtstralen van de bloeiende planten.

Gerelateerde pagina's


AlegsaOnline.com - 2020 / 2021 - License CC3