Evolucijski proces apsolutno bilo koje žive vrste na našoj planeti prošao je kroz faze procvata i povećanja broja njenih populacija, i smanjenja broja primjeraka na nekoliko hiljada, stotina ili manje. U potonjem slučaju uobičajeno je govoriti o efektu uskog grla. Pogledajmo bliže šta ovo znači.
Šta je efekat uskog grla?
Zamislimo da postoji neka vrsta živog bića, koje je predstavljeno u stotinama hiljada ili čak nekoliko miliona primeraka. U tako ogromnoj populaciji, među jedinkama ove vrste može se naći širok izbor osobina. Na primjer, postojat će pojedinci bijele, crne, smeđe, pjegave boje; velike, male i srednje jedinke; neki će biti brzi, drugi spori, neki će imati duge udove, drugi će imati velike oči. Ova lista kvaliteta i atributa može se nastaviti još dugo. Postoji samo jedan zaključak: u populaciji sa velikim brojem jedinki postoji veliki izbor genetskih informacija, odnosno genofonda.je bogat.
Zamislimo sada da se dogodila neka kataklizma, koja je dovela do oštrog izumiranja ove vrste. Kao rezultat toga, od milion pojedinaca, ostalo je samo nekoliko desetina ili stotina. Naravno, genetska raznolikost će biti izgubljena. Preživjeli pojedinci nose samo nekoliko različitih alela, iz kojih će se formirati sljedeće generacije. Ovo smanjenje genskog fonda je efekat uskog grla. Situacija je bukvalno slična činjenici da je od velikog broja šarenih kuglica prisutnih u boci, samo nekoliko njih izliveno kroz uski grlić.
Efekat osnivača
Broj pojedinaca koji su preživjeli kroz fazu "uskog grla" stvara nove generacije. U odnosu na njih, ovaj smanjeni broj pojedinaca je osnivač ili matična populacija.
Ako se broj jedinki neke vrste smanji na 10 ili manje, onda se govori o ekstremnom efektu osnivača. U ovom slučaju, praktično neće biti raznolikosti alela u genskom fondu narednih generacija, a isti morfološki karakteri će se javljati prilično često.
Tako su efekti osnivača i usko grlo međusobno povezani u jednom evolucionom lancu: prvi slijedi drugi.
Čemu dovode ovi efekti?
Drugim riječima, da li je smanjenje genskog fonda dobro ili loše? Odgovor na ovo pitanje nije tako jednostavan kao što se čini na prvi pogled. Evo pozitivnih i negativnih stranaproizilaze iz definicije efekta uskog grla, tj. smanjenja genetske raznolikosti u datoj vrsti:
- Pros. U narednim populacijama fiksiraju se specifične osobine i mutacije koje mogu biti od koristi pojedincima u tom okruženju.
- Protiv. Nizak nivo genetske raznolikosti dovodi do smanjenja sposobnosti vrste da se prilagodi promjenama okoline, odnosno čini je ranjivom. Osim toga, pojedinci često počinju imati defekte koji su naslijeđeni.
Primjer geparda
Živan primjer efekta uskog grla uzrokovanog evolucijskom selekcijom je moderni gepard. Prije globalnog zaleđivanja naše planete (kvartarni period), postojalo je nekoliko vrsta geparda u Africi, Evroaziji i Sjevernoj Americi, koje su se po veličini i brzinskim sposobnostima jako razlikovale od moderne. Prema nekim procjenama, ukupan broj geparda na planeti mogao bi dostići stotine hiljada jedinki.
Tokom kvartarnog perioda, kada je hrana postala manje dostupna, došlo je do masovne smrtnosti mnogih vrsta živih bića, uključujući i geparde. Vjeruje se da bi broj potonjih mogao biti svega nekoliko stotina jedinki. Štaviše, preživjeli su samo najbrži i najmanji primjerci, odnosno došlo je do efekta uskog grla za geparde.
Trenutno je gepard sisar sa izuzetno niskim genetskim diverzitetom. Ove zveri su slabeotporan na sve vrste bolesti, a svi pokušaji ugradnje organa u njih završavaju neuspjehom. Telo geparda praktično nije u stanju da se prilagodi promenama u okruženju.
Umjetno smanjenje populacije
Na osnovu imena, ovaj efekat uskog grla je već uzrokovan ljudskom intervencijom u prirodi. Postoji nekoliko primjera:
- Sjeverne foke slonova. Kao rezultat aktivnog lova i istrebljenja ovih životinja krajem 19. veka, od 150 hiljada, ostalo je samo 20 jedinki.
- Evropski i američki bizon. Evropski bizon je početkom 20. veka bilo samo 12 jedinki (od 3600), a američki - 750 (od 370 hiljada).
- Džinovske kornjače sa ostrva Galapagos.
Imajte na umu da se ovaj efekat takođe koristi u odabiru novih podvrsta biljaka i životinja, kako bi se konsolidovale osobine korisne za ljude.
Može li se oporaviti genetska raznolikost?
Odgovor na ovo pitanje je da. Da, može, ali za to je potrebno stvoriti odgovarajuće uslove. Čak i kada je roditeljska grupa pojedinaca bila mala i kada je u prošlosti postojao snažan efekat uskog grla, genetska raznolikost se može obnoviti u dugom kasnijem evolucijskom procesu.
Za to okruženje mora obezbijediti različite niše za stanište ove vrste, odnosno sama okolina mora biti raznolika. onda,prilagođavajući se novim uslovima i postepeno akumulirajući nove mutacije, vrsta može obnoviti svoj genski fond.
Šta je sa ljudskom evolucijom?
Različite kataklizme poznate istorije neprestano su oduzimale desetine i stotine hiljada ljudskih života, što je stvorilo efekat uskog grla za Homo Sapiensa i druge ljudske vrste. Evo nekoliko primjera:
- prije 75 hiljada godina, supervulkan Toba eksplodirao je u Indoneziji. Njegova eksplozivna snaga procjenjuje se kao takva na 3.000 vulkana Svete Helene! Prema nekim pretpostavkama, ova erupcija bi mogla smanjiti broj različitih tipova ljudi na nekoliko hiljada pojedinaca širom Zemlje.
- Tokom srednjeg veka, oko 1/3 stanovništva Evrope umrlo je od posledica crne kuge.
- Tokom kolonizacije Novog svijeta od strane Evropljana krajem 15. - u prvoj polovini 16. vijeka, uništeno je oko 90% starosjedilačkog stanovništva.
- 1783. godine, vulkan Lucky eksplodirao je na Islandu. Naknadno su mu pridodati glad i bolesti, zbog čega je umrlo oko 20% stanovništva ostrva.
Što se tiče trenutne situacije sa ljudima, njihova genetska raznolikost je prilično velika, budući da je populacija planete oko 7,5 milijardi i rasprostranjena je širom Zemlje (različiti uslovi životne sredine).
