Παραδόσεις στο μάθημα «Εισαγωγή στην Εξελικτική Βιολογία» Ε.Δ. Βαλάκος 2003-2004 Διαλέξεις 7η-8η Τμήμα Βιολογίας Τομέας Φυσιολογίας Ζώων και Ανθρώπου.

Παρουσίαση με θέμα: "Παραδόσεις στο μάθημα «Εισαγωγή στην Εξελικτική Βιολογία» Ε.Δ. Βαλάκος 2003-2004 Διαλέξεις 7η-8η Τμήμα Βιολογίας Τομέας Φυσιολογίας Ζώων και Ανθρώπου."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Παραδόσεις στο μάθημα «Εισαγωγή στην Εξελικτική Βιολογία» Ε.Δ. Βαλάκος 2003-2004 Διαλέξεις 7η-8η Τμήμα Βιολογίας Τομέας Φυσιολογίας Ζώων και Ανθρώπου

2 Μεταβολές στην ποικιλότητα Οι μεταβολές στην ποικιλότητα διαμέσου του χρόνου παρουσιάζουν προβλήματα εξαιτίας του θορύβου των απολιθωματικών καταγραφών Ψευτοεξαφάνιση - Ψευτοειδογένεση: Σχετίζονται με τα χρονοείδη. Χρησιμοποίηση ανωτέρων taxa

3 Μεταβολές στην ποικιλότητα Ο αριθμός των taxa Ν σε οποιοδήποτε χρόνο t αλλάζει με ρυθμό dN/dt. Τότε dN/dt= Ν(Ο-Ε) Ο=ρυθμός εισόδου, Ε= ρυθμός απώλειας.. Αν Ε=Ο η ποικιλότητα παραμένει σταθερή Τόσο ο αριθμός των νέων taxa που σχηματίζονται ή εξαφανίζονται στη μονάδα του χρόνου πρέπει να αυξάνονται καθώς ο αριθμός των ειδών μεγαλώνει.

4 Μεταβολές στην ποικιλότητα Οι ρυθμοί εξαρτώνται από την ταξινομική βαθμίδα (Γιατί;) Η ποικιλότητα αυξάνει μετά από μια μεγάλη εξαφάνιση Φυτά ▲Δεβόνιο- Πέρμιο, ▼Τέλος Περμίου, Μέχρι Τριαδικό = σταθερή και μετά ▲ μέχρι σήμερα,

5 Μεταβολές στην ποικιλότητα Πειράματα προσομοίωσης με Η/Υ έδειξαν ότι πολλές ιστορικές αλλαγές στην ποικιλότητα ορισμένων taxa μπορούν να αποδοθούν σε μακρές διαδοχές τυχαίων γεγονότων. Αλλά πολλές περιπτώσεις δεν μπορούν να εξηγηθούν π.χ. κοιλάκανθοι Η ποικιλότητα σχετίζεται με την έκταση Ο ρυθμός ειδών μιας νέας ομάδας πρόσφατης προέλευσης αυξάνεται εκθετικά σύμφωνα με την εξίσωση Ν t = Ν 0 e Rt R=O-E, t= γνωστό από απολιθώματα Νο=1. Το Ε υπολογίζεται από το μέσο διάστημα ζωής των απολιθωμένων μορφών και Ντ= ο αριθμός των υπαρχόντων ειδών. tNR mean EO Δίθυρα12051000,070,170,24 Θηλαστικά35-2319000,20,50,7

6 Πρότυπα Εμφάνισης Η εμφάνιση μίας καινούργιας Προσαρμοστικής ζώνης επιφέρει τη διαφοροποίηση και την εξέλιξη καινούργιων μορφών ζωής. Κουκουβάγιες - Γεράκια Ετσι όταν μία γενεολογική γραμμή αποκτήσει τα χαρακτηριστικά που την επιτρέπουν να καταλάβει μία νέα Π.Ζ. τότε τα μέλη της μπορούν να διαφοροποιηθούν και να καταλάβουν μία ποικιλία οικοθέσεων μέσα στην ζώνη. Τέτοιες αλλαγές μπορεί να συμβούν γρήγορα στην κλίμακα του χρόνου ( Θηλαστικά 12 Μyr) Το παραπάνω επιχείρημα υποδηλώνει ότι υπάρχουν άδειες οικοθέσεις. Συμβαίνει άραγε αυτό; Υπάρχουν άδειες οικοθέσεις που περιμένουν κατάληψη

7 Πρότυπα Εμφάνισης Μια γενεαλογική γραμμή μπορεί να εισέλθει σε μια ζώνη προσαρμογής και να πολλαπλασιαστεί είτε γιατί ήταν προπροσαρμοσμένη είτε γιατί εμφανίζει "καινοτομίες κλειδιά" που την καθιστούν ικανή να χρησιμοποιεί καινούργιους πόρους. Η Εξέλιξη ψαριών συνοδεύτηκε από χαρακτηριστικά που συνέβαλαν στην άνοδο της ομάδας. Η εξέλιξη πολλών ομάδων στα θηλαστικά.συνοδεύτηκε από ειδικές προσαρμογές για τη διατροφή και την αποφυγή των εχθρών

8 Δύσκολο να εξηγηθούν οι άμεσες αιτίες της εξαφάνισης των ειδών. Πρότυπα Εξαφάνισης Αλλαγές στο φυσικό και βιοτικό περιβάλλον; Aνταγωνιστικό αποκλεισμό Επιδρομή θηρευτών καιρικές συνθήκες συνδυασμός των παραπάνω παθογόνοι οργανισμοί καταστροφή των ενδιαιτημάτων

9 Πρότυπα Εξαφάνισης Μαζικές - Υποβάθρου (α) δεν είναι τοπικού χαρακτήρα, (β) αφορούν μεγάλο εύρος κατηγοριών οργανισμών, και (γ) συνέβησαν σε σύντομα χρονικά διαστήματα.

10 Πρότυπα Εξαφάνισης Εξαφάνιση της Περμίου Η μαζική εξαφάνιση κατά το τέλος της Περμίου περιόδου υπήρξε η μεγαλύτερη όλων και λίγο έλειψε να νεκρωθεί όλη η Γη. Σε επίπεδο Οικογενειών εξαφανίστηκαν περισσότερες από τις μισές, ενώ σε επίπεδο ειδών το ποσοστό είναι της τάξης του 90% – 96%. Η πρώτη υπόθεση αφορά τη γεωγραφία, και συγκεκριμένα την κατάσταση των ηπείρων, που ενωμένες σε μια ξηρά σχημάτιζαν την Πανγαία ΙΙ Η δεύτερη υπόθεση αποτελεί στην πράξη επέκταση της πρώτης, προσθέτοντας το στοιχείο των παγετώνων στις σημαντικές κλιματολογικές αλλαγές Η τρίτη υπόθεση βασίζεται στη διαπιστωμένη μεγάλη μεταβολή του επιπέδου των θαλασσών Η τέταρτη υπόθεση, αφορά την αλλαγή στη χημική σύσταση των ωκεανών. Η πέμπτη υπόθεση συνδυάζει τις τέσσερις προηγούμενες και είναι γνωστή ως «υπόθεση των πολλαπλών αιτίων»

11 Πρότυπα Εξαφάνισης Κ-Τ εξαφάνιση Αποδίδεται σε μη γήινες παραμέτρους, αλλά σε σύγκρουση ενός μετεωρίτη με τη Γη Το ιρίδιο είναι ένα σπανιότατο στοιχείο στη Γη, αλλά όχι σπάνιο σε μετεωρίτες Σε στρώματα του φλοιού της Γης ηλικίας ~65 Ma βρέθηκαν δύο «ανορθόδοξα» ορυκτά. Το πρώτο είναι κρύσταλλοι χαλαζία με ασυνήθιστη ελασματοειδή εσωτερική υφή (shocked quartz) και το δεύτερο είναι μικροί κόκκοι γυαλιού σφαιρικής ή ωοειδούς μορφής (micro-tektites). Με αναλυτική χαρτογράφηση των ανωμαλιών της ομοιογένειας του μαγνητικού και βαρυτικού πεδίου της Γης, αποκαλύφθηκε η παρουσία ενός κρατήρα διαμέτρου 180 km (στη χερσόνησο Γιουκατάν, βορειοανατολικά του Μεξικού Οι εξαφανίσεις ειδών που προκλήθηκαν ήταν πάμπολλες (σε επίπεδο ειδών το ποσοστό εξαφάνισης εκτιμάται στο 60% – 80

12 Πρότυπα Εξαφάνισης Ανω Πλειστόκαινο Παγετώνες- άνθρωπος Ηώκαινο Ολιγόκαινο Διαδοχικές εξαφανίσεις κύρια από την εναλλαγή του κλίματος Ανω Κρητιδικό Μετεωρίτης; Ηφαίστεια Ανω Πέρμιος Αλλαγή κλίματος σχετιζόμενη με τη υποχώρηση της θάλασσας Ανω Δεβόνιος Γενικά ψυχρό κλίμα Ανω Ορδοβίσιος Δημιουργία της Gondwana Κάμβριος Μείωση των βιοτόπων σε σχέση με το επίπεδο της θάλασσα;

13 Πρότυπα Εξαφάνισης Πρόσφατες εξαφανίσεις Οι εξαφανίσεις αυτές έχουν αφετηρία την Πλειστόκαινο εποχή και από πλευράς φυσικών φαινομένων αφορούν επανειλημμένες περιόδους παγετώνων. Οι περίοδοι των παγετώνων είχαν διάρκεια γύρω στα 10 έως 20 χιλιάδες χρόνια και διαδέχονταν η μία την άλλη, περίπου κάθε 100 χιλιάδες χρόνια Οι παγετώνες, σε συνδυασμό με τη θήρευση από τον άνθρωπο, εξαφάνισαν μεγαλόσωμα θηλαστικά (όπως τα μαμούθ) ή/και μαρσιποφόρα, τα δε ποσοστά σε επίπεδο Γένους ξεπερνούν, σε ορισμένες περιπτώσεις, το 85%. Οι παγετώνες, όμως, δεν έχουν καμιά ευθύνη για την εξαφάνιση περίπου 2.000 ειδών πτηνών (σχεδόν το 20% των υπαρχόντων ειδών) σε νησιά του Ειρηνικού Ωκεανού συμπεριλαμβανομένης και της Ωκεανίας.

14 Πρότυπα Εξαφάνισης Έκτη μαζική εξαφάνιση?