Den skäggiga gamen står inför farorna med en begränsad genpool efter att ha jagats nästan till utrotning. Se fler bilder på fåglar. Franz Aberham/Workbook Stock/Getty Images Alla som har tagit biologi har hört frasen "de starkaste överlevnad". Till lättnad för soffpotatis överallt, frasen hänvisar inte till fysisk kondition utan snarare till evolutionär kondition. När en population av en given art reproduceras, vissa varianter av en gen, känd som alleler , kan bli mer utbredd i den befolkningen eftersom dessa alleler visar sig vara fördelaktiga för överlevnad.
Peppade malar gav det mest kända exemplet på denna process i aktion. Före Englands industriella revolution, ljusfärgade pepparkvällar låg långt ifrån den mörkfärgade sorten. Eftersom föroreningar från fabriker täckte städer i sot, dock, mörkfärgade nattfjärilar var plötsligt mycket bättre kamouflerade mot rovfåglar, och inom några decennier, den mörkfärgade malten blev vanligare än den ljusa sorten. Utvecklingen av den peppade mal är ett exempel på naturligt urval på jobbet; den genetiska variation som är mest lämplig för en given miljö är den som trivs.
Men inte alla arter har turen att ha en rik och varierad genpool. Till exempel, en katastrofal händelse som en jordbävning eller snabba klimatförändringar kan utplåna majoriteten av en art, lämnar bara några få genetiskt liknande medlemmar att fortsätta. Överjakt kan ha samma effekt, resulterar i vad biologer kallar a befolkningens flaskhals . Även om arten återhämtar sig från flaskhalsen och ökar antalet, efterföljande generationer kan fortfarande sakna genetisk mångfald, ett allvarligt handikapp, enligt Dr Shozo Yokoyama, professor i biologi vid Emory University.
"För att naturligt urval ska ske, vi måste ha variation, "säger Dr Yokoyama, "och om medlemmar av en art har mer variation, det finns en större chans att dessa gener kan hittas genom naturligt urval. "
Om, å andra sidan, en art har liten genetisk variation, att arten kanske inte kan anpassa sig till förändrade miljöförhållanden. Genetisk drift , en annan viktig utvecklingsmekanism, beror också på betydande genetisk variation för att fungera (men vid genetisk drift, slumpen avgör vilka alleler som blir vanliga). Med tanke på hur både naturligt urval och genetisk drift fungerar genom genetisk mångfald, du kanske rimligen undrar om arter med små genpooler alls kan utvecklas.
Geparden, till exempel, hade en gång fyra distinkta underarter men har nu bara en efter att tydligen ha upplevt en flaskhals i befolkningen. Faktiskt, efter att ha studerat cheetahs enzymer, forskare har kommit fram till att så sent som 10, 000 år sedan, färre än sju geparder återstod. Geparder kunde öka antalet genom inavel, men inte storleken på deras genpool. Nu, gepardens brist på genetisk mångfald gör den mycket mottaglig för sjukdomar och miljöförändringar.
Den skäggiga gamen står inför liknande hot efter att ha jagats till randen av utrotning; forskare har fastställt att de få återstående fåglarna alla härstammar från en befolkning på endast 36. Skäggiga gamar saknar nu den genetiska mångfalden för att utvecklas effektivt genom naturligt urval eller genetisk drift. Men är geparden och den skäggiga gamen dömd till utrotning av sina små genpooler? Kanske inte.
Deras hopp ligger i mutation. Mutation inträffar när genetiskt material inte kopieras korrekt. Vanligtvis är mutationer antingen skadliga eller har ingen effekt på en organism, men ibland kan mutationer införa positiva förändringar i en arts genpool. Vad mer, mutation beror inte på genetisk mångfald för att fungera.
"När det gäller genetiska krafter, mutation är den enda som orsakar genetisk variation i en befolkning; det är källan till den variationen, "säger Dr Yokoyama." Och den mutationen kan uppstå i vilken befolkning som helst när som helst. Det finns alltid en chans att en befolkning kan utvecklas i en ny riktning på grund av en mutation. "
Det betyder att, även om en art inte alls hade någon genetisk mångfald, det kan fortfarande utvecklas. Enligt Dr Yokoyama, det är goda nyheter för geparder.
"Mutation sker i en viss takt, och sedan kan urval eller andra system fungera på det, beroende på miljön, "säger han." Även för geparder, om du väntar tillräckligt länge, mutationer kan skapa variation. "
