Absolūti jebkuras dzīvas sugas evolūcijas process uz mūsu planētas izgāja gan uzplaukuma, gan populāciju skaita palielināšanas posmus, gan īpatņu skaita samazināšanos līdz vairākiem tūkstošiem, simtiem vai mazāk. Pēdējā gadījumā ir ierasts runāt par sašaurinājuma efektu. Apskatīsim sīkāk, ko tas nozīmē.
Kas ir sašaurinājuma efekts?
Iedomāsimies, ka eksistē kaut kāda dzīva būtne, kura ir pārstāvēta simttūkstošos vai pat vairākos miljonos eksemplāru. Tik milzīgā populācijā šīs sugas indivīdiem var atrast ļoti dažādas pazīmes. Piemēram, būs indivīdi ar b altu, melnu, brūnu, plankumainu krāsu; lielas, mazas un vidējas personas; daži būs ātri, citi lēni, dažiem būs garas ekstremitātes, citiem būs lielas acis. Šo īpašību un atribūtu sarakstu var turpināt vēl ilgi. Secinājums ir tikai viens: populācijā ar lielu skaitu indivīdu ir ļoti daudzveidīga ģenētiskā informācija, tas ir, gēnu fonds.ir bagāts.
Tagad iedomāsimies, ka notikusi kāda kataklizma, kas noveda pie šīs sugas krasas izmiršanas. Rezultātā no miljona īpatņu palika tikai daži desmiti vai simti. Protams, ģenētiskā daudzveidība tiks zaudēta. Izdzīvojušie indivīdi nes tikai dažas dažādas alēles, no kurām veidosies nākamās paaudzes. Šis gēnu fonda samazinājums ir sašaurinājuma efekts. Situācija burtiski ir līdzīga faktam, ka no visdažādākajām krāsainām bumbiņām, kas atrodas pudelē, tikai dažas no tām tika izlietas caur šauru kaklu.
Dibinātāja efekts
Indivīžu skaits, kas izdzīvoja "šaurā kakla" posmā, rada jaunas paaudzes. Attiecībā uz tiem šis samazinātais personu skaits ir dibinātāju vai vecāku populācija.
Ja sugas īpatņu skaits tiek samazināts līdz 10 vai mazāk, tad runā par ārkārtēju dibinātāja efektu. Šajā gadījumā turpmāko paaudžu genofondā praktiski nebūs alēļu daudzveidības, un vienas un tās pašas morfoloģiskās zīmes būs sastopamas diezgan bieži.
Tādējādi dibinātāja un sašaurinājuma sekas ir savstarpēji saistītas vienā evolūcijas ķēdē: pirmais seko otrajam.
Pie kā šie efekti noved?
Citiem vārdiem sakot, vai genofonda samazināšana ir laba vai slikta? Atbilde uz šo jautājumu nav tik vienkārša, kā šķiet no pirmā acu uzmetiena. Šeit ir norādīti pozitīvie un negatīvie aspektiizriet no vājās vietas efekta definīcijas, t.i., ģenētiskās daudzveidības samazināšanās noteiktā sugā:
- Profi. Nākamajās populācijās tiek fiksētas specifiskas pazīmes un mutācijas, kas var būt noderīgas indivīdiem šajā vidē.
- Mīnusi. Zems ģenētiskās daudzveidības līmenis samazina sugas spēju pielāgoties vides izmaiņām, tas ir, padara to neaizsargātu. Turklāt indivīdiem bieži rodas defekti, kas ir iedzimti.
Geparda piemērs
Spilgts piemērs evolucionārās selekcijas radītajam sašaurinājuma efektam ir mūsdienu gepards. Pirms mūsu planētas globālā apledojuma (kvartāra periods) Āfrikā, Eirāzijā un Ziemeļamerikā bija vairākas gepardu sugas, kas gan pēc izmēra, gan ātruma spējām ļoti atšķīrās no mūsdienu. Saskaņā ar dažām aplēsēm kopējais gepardu skaits uz planētas varētu sasniegt simtiem tūkstošu īpatņu.
Kvartāra periodā, kad pārtika kļuva mazāk pieejama, notika daudzu dzīvo radību sugu, tostarp gepardu, masveida mirstība. Tiek uzskatīts, ka pēdējo skaits varētu būt tikai daži simti indivīdu. Turklāt izdzīvoja tikai ātrākie un mazākie īpatņi, tas ir, gepardiem bija sašaurinājuma efekts.
Šobrīd gepards ir zīdītājs ar ārkārtīgi zemu ģenētisko daudzveidību. Šie zvēri ir vājiizturīgi pret visādām slimībām, un visi mēģinājumi tajos implantēt orgānus beidzas ar neveiksmi. Geparda ķermenis praktiski nespēj pielāgoties izmaiņām vidē.
Mākslīgā populācijas samazināšana
Pamatojoties uz nosaukumu, šo sašaurinājuma efektu jau rada cilvēka iejaukšanās dabā. Ir vairāki piemēri:
- Ziemeļu ziloņu roņi. Šo dzīvnieku aktīvu medību un iznīcināšanas rezultātā 19. gadsimta beigās no 150 tūkstošiem palika tikai 20 īpatņi.
- Eiropas un Amerikas bizons. Eiropas bizoniem 20. gadsimta sākumā bija tikai 12 īpatņi (no 3600), bet amerikāņu - 750 (no 370 tūkstošiem).
- Galapagu salu milzu bruņurupuči.
Ņemiet vērā, ka šo efektu izmanto arī jaunu augu un dzīvnieku pasugu atlasē, lai nostiprinātu cilvēkiem labvēlīgās īpašības.
Vai ģenētiskā daudzveidība var atjaunoties?
Atbilde uz šo jautājumu ir jā. Jā, var, bet tam ir jārada atbilstoši apstākļi. Pat tad, ja indivīdu vecāku grupa bija maza un pagātnē bija spēcīga vājās vietas ietekme, ģenētisko daudzveidību var atjaunot ilgā turpmākā evolūcijas procesā.
Tam videi ir jānodrošina dažādas nišas šīs sugas dzīvotnei, tas ir, pašai videi ir jābūt daudzveidīgai. Tadpielāgojoties jauniem apstākļiem un pakāpeniski uzkrājot jaunas mutācijas, suga var atjaunot savu genofondu.
Kā ir ar cilvēka evolūciju?
Dažādas zināmas vēstures kataklizmas pastāvīgi prasīja desmitiem un simtiem tūkstošu cilvēku dzīvību, kas radīja sastrēgumu Homo Sapiens un citām cilvēku sugām. Šeit ir daži piemēri:
- Pirms 75 tūkstošiem gadu Indonēzijā eksplodēja Tobas supervulkāns. Tā sprādzienbīstamais spēks tiek lēsts 3000 Svētās Helēnas vulkānu! Saskaņā ar dažiem pieņēmumiem šis izvirdums varētu samazināt dažāda veida cilvēku skaitu līdz vairākiem tūkstošiem cilvēku visā pasaulē.
- Viduslaikos aptuveni 1/3 Eiropas iedzīvotāju nomira melnā mēra dēļ.
- Eiropiešiem 15. gadsimta beigās - 16. gadsimta pirmajā pusē kolonizējot Jauno pasauli, tika iznīcināti aptuveni 90% pamatiedzīvotāju.
- 1783. gadā Islandē eksplodēja Lucky vulkāns. Pēc tam tai pievienojās bads un slimības, kā rezultātā nomira aptuveni 20% salas iedzīvotāju.
Kas attiecas uz pašreizējo situāciju ar cilvēkiem, tad viņu ģenētiskā daudzveidība ir diezgan liela, jo planētas iedzīvotāju skaits ir aptuveni 7,5 miljardi un tie ir izplatīti pa visu Zemi (dažādi vides apstākļi).
