مرت العملية التطورية لأي نوع حي على كوكبنا بمرحلتي الازدهار وزيادة عدد سكانها ، وتقليل عدد العينات إلى عدة آلاف أو مئات أو أقل. في الحالة الأخيرة ، من المعتاد التحدث عن تأثير الاختناق. دعونا نلقي نظرة فاحصة على ما يعنيه هذا
ما هو تأثير عنق الزجاجة؟
لنتخيل أن هناك نوعًا من الكائنات الحية ، والتي تمثلها مئات الآلاف أو حتى عدة ملايين من النسخ. في مثل هذا العدد الهائل من السكان ، يمكن العثور على مجموعة متنوعة من السمات بين أفراد هذا النوع. على سبيل المثال ، سيكون هناك أفراد ذو لون أبيض ، أسود ، بني ، منقط ؛ الأفراد الكبار والصغار والمتوسطة الحجم ؛ سيكون بعضها سريعًا ، والبعض الآخر بطيئًا ، والبعض الآخر أطرافه طويلة ، والبعض الآخر سيكون له عيون كبيرة. يمكن أن تستمر قائمة الصفات والسمات هذه لفترة طويلة. هناك استنتاج واحد فقط: في مجتمع به عدد كبير من الأفراد ، هناك مجموعة كبيرة ومتنوعة من المعلومات الجينية ، أي مجموعة الجيناتغني.
الآن دعونا نتخيل وقوع كارثة أدت إلى انقراض حاد لهذا النوع. نتيجة لذلك ، من بين مليون فرد ، لم يبق سوى بضع عشرات أو مئات. بطبيعة الحال ، سوف يضيع التنوع الجيني. يحمل الأفراد الناجون فقط عددًا قليلاً من الأليلات المختلفة ، والتي ستتشكل منها الأجيال اللاحقة. هذا الانخفاض في تجمع الجينات هو تأثير عنق الزجاجة. يشبه الوضع حرفياً حقيقة أنه من بين مجموعة متنوعة من الكرات الملونة الموجودة في زجاجة ، تم سكب القليل منها فقط من خلال عنق ضيق.
تأثير المؤسس
عدد الأفراد الذين نجوا من مرحلة "عنق الزجاجة" يؤدي إلى ظهور أجيال جديدة. بالنسبة لهم ، فإن هذا العدد المنخفض من الأفراد هو المؤسس أو السكان الأصل.
إذا تم تقليل عدد الأفراد من نوع ما إلى 10 أو أقل ، فعندئذٍ يتحدث المرء عن تأثير المؤسس المتطرف. في هذه الحالة ، لن يكون هناك عمليًا أي تنوع في الأليلات في مجموعة الجينات للأجيال اللاحقة ، وستحدث نفس الصفات المورفولوجية كثيرًا.
هكذا ، ترتبط تأثيرات المؤسس و عنق الزجاجة ببعضهما البعض في سلسلة تطورية واحدة: الأولى تتبع الثانية.
إلى ماذا تؤدي هذه التأثيرات؟
بمعنى آخر ، هل تخفيض تجمع الجينات جيد أم سيئ؟ الإجابة على هذا السؤال ليست بالبساطة التي تبدو للوهلة الأولى. هنا ايجابيات وسلبيات ذلكيتبع من تعريف تأثير عنق الزجاجة ، أي تقليل التنوع الجيني في نوع معين:
- الايجابيات. في المجموعات السكانية اللاحقة ، تم إصلاح سمات وطفرات محددة قد تكون مفيدة للأفراد في تلك البيئة.
- سلبيات. يؤدي انخفاض مستوى التنوع الجيني إلى انخفاض قدرة الأنواع على التكيف مع التغيرات البيئية ، أي يجعلها عرضة للخطر. بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما يبدأ الأفراد في الحصول على عيوب موروثة.
مثال الفهد
مثال حي على تأثير عنق الزجاجة الناجم عن الانتقاء التطوري هو الفهد الحديث. قبل الجليد العالمي لكوكبنا (الفترة الرباعية) ، كان هناك العديد من أنواع الفهود في إفريقيا وأوراسيا وأمريكا الشمالية ، والتي كانت مختلفة تمامًا عن تلك الحديثة من حيث الحجم والقدرة على السرعة. وفقًا لبعض التقديرات ، يمكن أن يصل إجمالي عدد الفهود على هذا الكوكب إلى مئات الآلاف من الأفراد.
خلال الفترة الرباعية ، عندما أصبح الطعام أقل توفرًا ، كان هناك نفوق جماعي للعديد من أنواع الكائنات الحية ، بما في ذلك الفهود. ويعتقد أن عدد هؤلاء يمكن أن يكون فقط بضع مئات من الأفراد. علاوة على ذلك ، نجت العينات الأسرع والأصغر فقط ، أي أنه كان هناك تأثير عنق الزجاجة على الفهود.
في الوقت الحالي ، الفهد من الثدييات مع تنوع وراثي منخفض للغاية. هذه الوحوش ضعيفةمقاومة لجميع أنواع الأمراض ، وكل محاولات زرع الأعضاء فيها تنتهي بالفشل. جسم الفهد عمليا غير قادر على التكيف مع التغيرات في البيئة
تقليل عدد السكان الاصطناعي
بناءً على الاسم ، فإن تأثير عنق الزجاجة هذا ناتج بالفعل عن تدخل بشري في الطبيعة. هناك عدة أمثلة:
- أختام الفيل الشمالية. نتيجة للصيد النشط وإبادة هذه الحيوانات في نهاية القرن التاسع عشر ، من أصل 150 ألفًا ، بقي 20 فردًا فقط.
- البيسون الأوروبي والأمريكي. البيسون الأوروبي في بداية القرن العشرين ، كان هناك 12 فردًا فقط (من أصل 3600) ، والأمريكي - 750 (من أصل 370 ألفًا).
- السلاحف العملاقة في جزر غالاباغوس.
لاحظ أن هذا التأثير يستخدم أيضًا في اختيار أنواع فرعية جديدة من النباتات والحيوانات ، من أجل تعزيز السمات المفيدة للبشر.
هل يمكن للتنوع الجيني التعافي؟
الجواب على هذا السؤال هو نعم. نعم ، يمكن ذلك ، ولكن من أجل ذلك من الضروري تهيئة الظروف المناسبة. حتى عندما كانت المجموعة الأبوية من الأفراد صغيرة وكان هناك تأثير عنق زجاجة قوي في الماضي ، يمكن استعادة التنوع الجيني في عملية تطورية طويلة لاحقة.
لهذا ، يجب أن توفر البيئة مجالات متنوعة لموائل هذا النوع ، أي أن البيئة نفسها يجب أن تكون متنوعة. ثم،للتكيف مع الظروف الجديدة وتراكم الطفرات الجديدة تدريجيًا ، يمكن للأنواع استعادة مجموعة جيناتها.
ماذا عن التطور البشري؟
كوارث مختلفة من التاريخ المعروف حصدت باستمرار عشرات ومئات الآلاف من الأرواح البشرية ، مما خلق تأثير عنق الزجاجة للإنسان العاقل والأنواع البشرية الأخرى. فيما يلي بعض الأمثلة:
- 75 ألف سنة ، انفجر بركان توبا الهائل في إندونيسيا. قوتها المتفجرة تقدر بـ 3000 بركان في سانت هيلينا! وفقًا لبعض الافتراضات ، يمكن أن يؤدي هذا الانفجار البركاني إلى تقليل عدد الأنواع المختلفة من الأشخاص إلى عدة آلاف من الأفراد في جميع أنحاء الأرض.
- خلال العصور الوسطى ، مات حوالي ثلث سكان أوروبا نتيجة الطاعون الأسود.
- خلال استعمار الأوروبيين للعالم الجديد في نهاية القرن الخامس عشر - النصف الأول من القرن السادس عشر ، تم تدمير حوالي 90٪ من السكان الأصليين.
- في عام 1783 ، انفجر بركان لاكي في أيسلندا. ثم أضيف إليها الجوع والمرض ، مما أدى إلى وفاة حوالي 20٪ من سكان الجزيرة.
بالنسبة للوضع الحالي مع البشر ، فإن تنوعهم الجيني كبير جدًا ، حيث يبلغ عدد سكان الكوكب حوالي 7.5 مليار نسمة ويتوزعون في جميع أنحاء الأرض (ظروف بيئية مختلفة).
