RADIACIÓ ADAPTATIVA: PROCÉS, TIPUS I EXEMPLES - BIOLOGIA - 2025

La radiació adaptativa és un fenomen que implica la diversificació evolutiva d'un conjunt d'espècies que comporta a l'aparició, per adaptació "ràpida" a nínxols ecològics diferents, de nous formes a partir de la mateixa espècie ancestral.

El concepte de radiació adaptativa va ser proposat per Charles Darwin, un naturalista anglès de segle XIX, després d'un viatge que va emprendre cap a les illes Galápagos, on va observar detalladament a diverses espècies de pinsans insulars, descendents d'ancestres continentals, que posseïen diferents modificacions en els seus pics.

Radiació adaptativa dels pinsans (Font: Jackie malvin via Wikimedia Commons)

La troballa d'aquests pinsans va representar per a Darwin la principal evidència zoològica per recolzar les seves teories de "descendència amb modificació", ja que les diferents formes de becs que va observar, derivades totes de la mateixa llinatge ancestral, semblaven estar adaptades per explotar diferents recursos d'un mateix nínxol tròfic, "particionándolo".

S'ha determinat que les principals causes de radiació adaptativa tenen a veure amb la interrupció de l'flux gènic entre individus de la mateixa espècie (aïllament geogràfic), amb marcades variacions mediambientals i amb l'absència de predadors o pressions selectives negatives.

En aquest sentit, és un fet de la història natural que els esdeveniments d'extincions massives han propiciat la impressionant radiació adaptativa de molts grups d'éssers vius, ja que l'absència d'organismes ofereix oportunitats perquè les espècies supervivents colonitzin els nínxols buits i passin per processos de radiació adaptativa.

Procés de radiació adaptativa

La radiació adaptativa, com es va explicar, és l'aparició de noves espècies ecològicament diferents a partir d'un llinatge ancestral comú.

Aquests esdeveniments ocorren necessàriament per un procés d'especiació que, d'acord amb el concepte biològic d'espècie, implica una interrupció de l'flux gènic (aïllament reproductiu) entre la descendència "modificada" i el seu ancestre immediat.

Molts autors són partidaris de la idea que la radiació adaptativa és una mena de "extensió" de l'procés d'especiació, però que està dirigit per factors ecològics i subjecte a unes condicions inicials bastant especials.

Usualment, l'aïllament geogràfic és un dels principals factors que influeixen en la radiació adaptativa, ja que les poblacions que s'aïllen es veuen "obligades" a adaptar-se per a l'aprofitament de nous nínxols ecològics o de l'absència d'antics predadors.

Un dels exemples que il·lustra de millor manera com ocorre el procés de radiació adaptativa és la colonització d'illes, del cim d'algunes muntanyes i de llacs joves (o verges) per espècies d'una altra procedència.

Les illes geogràfiques poden ser producte de diferents esdeveniments geològics, però també poden considerar-illes de tipus ecològic, ja que l'aïllament dels individus d'una població per diferències conductuals o mediambientals suposa també una barrera per al flux gènic, el que comporta a l'especiació.

Com ocorre la radiació adaptativa en una illa?

Si considerem una illa geogràfica de formació recent (geològicament parlant) podem imaginar que aquesta, inicialment, estarà "nua" o desproveïda de qualsevol ésser viu.

Aquesta illa, llavors, representa una oportunitat ecològica extraordinària per a la colonització o l'assentament de qualsevol espècie provinent de terra ferma (continental) o no, que pugui aprofitar els recursos ecològics que aquesta illa ofereixi.

Les espècies colonitzadores poden ser bacteris, fongs, algues, plantes terrestres, animals, etc., que a l'assentar-se sobre l'illa "nova" pot ser que s'adaptin o s'especialitzin alguns dels seus trets per a l'explotació tròfica, per exemple, d'un nínxol nou, probablement molt diferent a el nínxol de qual van sorgir.

Tard o d'hora, en l'escala evolutiva, les diferències dels trets que han estat establertes significaran un barrera reproductiva que impedirà el flux gènic entre els individus colonitzadors i aquells "individus ancestrals" de terra ferma d'on es van diversificar.

Diversificació adaptativa vs radiació adaptativa

És important acotar que la definició moderna de radiació adaptativa té dues característiques principals:

- La radiació adaptativa no és el mateix que la diversificació per adaptació (per selecció natural) dins d'una mateixa espècie

- L'adaptació dóna lloc a la radiació adaptativa

Aquestes dues frases el que volen dir és que sense especiació no es pot parlar de radiació adaptativa, a l'igual que no es pot parlar d'especiació sense radiació adaptativa (no només es tracta de petits canvis individuals com a resposta adaptativa a una nova condició ambiental).

tipus

Segons alguns autors, els esdeveniments de radiació adaptativa poden "classificar" en tres tipus, això d'acord amb aquell estímul que dispara el procés. Així, la radiació adaptativa pot donar-se per un canvi ambiental, per una adaptació general o per la formació d'un arxipèlag.

Quan es tracta de radiació adaptativa disparada per canvis ambientals, aquesta es dóna a causa de la pressió selectiva que obliga les espècies a adaptar un ambient que ha canviat considerablement, en nom de sobreviure.

La radiació passa, llavors, d'una manera tal que les espècies noves que formaran ho faran per colonitzar nous nínxols ecològics que sorgeixen com a conseqüència d'aquests canvis ambientals.

Les radiacions adaptatives que sorgeixen per adaptacions generals ho fan gràcies a l'aparició o a el desenvolupament de noves habilitats en els individus d'una mateixa espècie, el que els permet colonitzar nous nínxols ecològics.

La formació o l'existència d'arxipèlags, grans elevacions muntanyoses o illes oceàniques representen una de les principals causes de radiació adaptativa, ja que aquests llocs poden ser colonitzats per espècies noves que s'han d'adaptar ràpidament a aquests llocs, divergint evolutivament dels seus ancestres immediats.

Exemples de radiació adaptativa

- Animals

Els pinsans (aus)

Darwin li va regalar a la comunitat científica el millor exemple que va aconseguir per demostrar la radiació adaptativa en animals: el cas dels pinsans a les illes Galápagos.

Els pinsans són un tipus d'au que s'alimenta de llavors i pertanyen a l'gènere Geospiza. Es pensa que aquests ocells van divergir recentment uns dels altres, on l'aïllament reproductiu va tenir lloc a causa d'una divergència ecològica associada parcialment amb l'adaptació a diferents tipus de llavors.

Els pinsans de les Galápagos (Font: Robert Taylor Pritchett via Wikimedia Commons)

En les aus, les diferències de la forma i la mida de el cos, així com d'algunes característiques de l'cant que es relacionen amb la morfologia, poden acabar en un aïllament pre-reproductiu, el que gradualment suposa un procés d'especiació.

Els cíclids (peixos)

Un altre exemple clàssic de radiació adaptativa és el dels cíclids, que pertanyen a la família Cichlidae de peixos tropicals d'aigua dolça.

Les espècies d'aquesta família descendeixen d'una espècie que s'alimentava d'algues i sediments suaus, però a partir d'aquesta divergir espècies diferents en llocs diferents.

Filogenia dels peixos cíclids (Font: original figuri Joana I. Meier, David A. Marques, Salome Mwaiko, Catherine E. Wagner, Laurent Excoffier & Ole SeehausenEditing by Dennis Pietras, Buffalo, NY USA via Wikimedia Commons)

En un llac conegut com Barombi Mbo un procés de radiació adaptativa originar 11 espècies diferents, entre les quals hi ha espècies depredadores d'altres peixos i insectes, espècies que s'alimenten d'ous, espècies filtradores i altres que s'alimenten com les esponges.

En un altre llac, el llac Malawi, també va passar una radiació adaptativa, potser la més significativa entre els cíclids, on es troben peixos que s'alimenten dels ectoparàsits d'altres peixos i peixos que arrenquen trossos de la pell d'altres peixos. També s'han identificat cíclids que s'alimenten d'escates, dels ous d'altres peixos i de les seves larves, etc.

La radiació adaptativa d'aquests peixos no només es va deure a l'explotació de nous nínxols tròfics (aliments), sinó també a alguns patrons de comportament i d'hàbitat que han estat descrits per diversos autors.

- Plantes

Un exemple de radiació adaptativa és el de les plantes vasculars i la colonització dels ambients terrestres. Les plantes vasculars sense llavors van aparèixer per primera vegada en els registres fòssils de l'Silurià, però es van diversificar més durant el Carbonífer.

La sobtada radiació adaptativa de les angiospermes (plantes amb flor) va ocórrer en el Juràsic, època en la qual es pensa que aquestes van sorgir a partir de falgueres amb llavors. La seva complexitat va incrementar, però, tot just fa uns 100 milions d'anys.

Durant la diversificació de les angiospermes, és a dir, la seva radiació adaptativa, es van donar a l'almenys tres transicions: en primer lloc, l'aparició de l'carpel, després l'aparició de la fertilització doble i finalment l'aparició de les flors com les coneixem en la actualitat.

referències

1. Gallardo, M H. (2011). Evolució: El curs de la vida (No. 575 G 162).
2. Gavrilets, S., & Losos, JB (2009). Adaptive radiation: contrasting theory with data. Science, 323 (5915), 732-737.
3. Gavrilets, S., & Vose, A. (2005). Dynamic patterns of adaptive radiation. Proceedings of the National Academy of Sciences, 102 (50), 18.040-18.045.
4. Glor, RE (2010). Phylogenetic insights on adaptive radiation. Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics, 41, 251-270.
5. Rundell, RJ, & Price, TD (2009). Adaptive radiation, nonadaptive radiation, ecological speciation and non ecological speciation. Trends in Ecology & Evolution, 24 (7), 394-399.
6. Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). Biology (9th edn). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.
7. Stroud, JT, & Losos, JB (2016). Ecological opportunity and adaptive radiation. Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics, 47.
8. Turner, GF (2007). Adaptive radiation of Cichlid fish. Current Biology, 17 (19), R827-R831.