El proceso evolutivo de absolutamente cualquier especie viva en nuestro planeta pasó por las etapas de florecimiento y aumento del número de sus poblaciones, y de reducción del número de especímenes a varios miles, cientos o menos. En este último caso, se acostumbra hablar del efecto cuello de botella. Echemos un vistazo más de cerca a lo que esto significa.
¿Qué es el efecto cuello de botella?
Imaginemos que existe algún tipo de criatura viviente, que está representada por cien mil o incluso varios millones de copias. En una población tan grande, se puede encontrar una gran variedad de rasgos entre los individuos de esta especie. Por ejemplo, habrá individuos de color blanco, negro, marrón, manchado; individuos grandes, pequeños y medianos; algunos serán rápidos, otros lentos, algunos tendrán extremidades largas, otros tendrán ojos grandes. Esta lista de cualidades y atributos puede continuar durante mucho tiempo. Solo hay una conclusión: en una población con un gran número de individuos, hay una gran variedad de información genética, es decir, el acervo genético.es rico.
Ahora imaginemos que ocurrió algún cataclismo, que condujo a una fuerte extinción de esta especie. Como resultado, de un millón de individuos, solo quedaron unas pocas decenas o cientos. Naturalmente, la diversidad genética se perderá. Los individuos sobrevivientes portan solo unos pocos alelos diferentes, a partir de los cuales se formarán las generaciones posteriores. Esta reducción en el acervo genético es un efecto de cuello de botella. La situación es literalmente similar al hecho de que, de una amplia variedad de bolas de colores presentes en una botella, solo unas pocas se vertieron a través de un cuello estrecho.
Efecto fundador
El número de individuos que sobrevivieron a la etapa de "cuello de botella" da lugar a nuevas generaciones. En relación con ellos, este reducido número de individuos es la población fundadora o progenitora.
Si el número de individuos de una especie se reduce a 10 o menos, entonces se habla de un efecto fundador extremo. En este caso, prácticamente no habrá diversidad de alelos en el acervo genético de las generaciones posteriores, y los mismos caracteres morfológicos se presentarán con bastante frecuencia.
Así, los efectos del fundador y del cuello de botella están conectados entre sí en una cadena evolutiva: el primero sigue al segundo.
¿A qué conducen estos efectos?
En otras palabras, ¿la reducción del acervo genético es buena o mala? La respuesta a esta pregunta no es tan sencilla como parece a primera vista. Aquí están los aspectos positivos y negativos quede la definición del efecto de cuello de botella, es decir, la reducción de la diversidad genética en una especie determinada:
- Ventajas. En poblaciones posteriores, se fijan rasgos y mutaciones específicos que pueden ser beneficiosos para los individuos en ese entorno.
- Contras. Un bajo nivel de diversidad genética conduce a una disminución de la capacidad de adaptación de una especie a los cambios ambientales, es decir, la hace vulnerable. Además, las personas a menudo comienzan a tener defectos que se heredan.
Ejemplo de guepardo
Un vívido ejemplo del efecto cuello de botella causado por la selección evolutiva es el guepardo moderno. Antes de la formación de hielo global de nuestro planeta (período Cuaternario), había varias especies de guepardos en África, Eurasia y América del Norte, que eran muy diferentes a las modernas tanto en tamaño como en habilidades de velocidad. Según algunas estimaciones, el número total de guepardos en el planeta podría llegar a cientos de miles de individuos.
Durante el período Cuaternario, cuando los alimentos se volvieron menos disponibles, hubo una mortalidad masiva de muchas especies de criaturas vivientes, incluidos los guepardos. Se cree que el número de estos últimos podría ser solo de unos pocos cientos de individuos. Además, solo sobrevivieron los ejemplares más pequeños y rápidos, es decir, hubo un efecto de cuello de botella para los guepardos.
Actualmente, el guepardo es un mamífero con una diversidad genética extremadamente baja. Estas bestias son débiles.resistente a todo tipo de enfermedades, y todos los intentos de implantar órganos en ellos terminan en fracaso. El cuerpo del guepardo es prácticamente incapaz de adaptarse a los cambios en el entorno.
Reducción de población artificial
Según el nombre, este efecto de cuello de botella ya es causado por la intervención humana en la naturaleza. Hay varios ejemplos:
- Elefantes marinos del norte. Como resultado de la caza activa y el exterminio de estos animales a fines del siglo XIX, de 150 mil, solo quedaron 20 individuos.
- Bisonte europeo y americano. Bisontes europeos a principios del siglo XX, solo había 12 individuos (de 3600) y americanos - 750 (de 370 mil).
- Tortugas gigantes de las Islas Galápagos.
Tenga en cuenta que este efecto también se utiliza en la selección de nuevas subespecies de plantas y animales, con el fin de consolidar rasgos beneficiosos para los humanos.
¿Se puede recuperar la diversidad genética?
La respuesta a esta pregunta es sí. Sí se puede, pero para ello es necesario crear las condiciones adecuadas. Incluso cuando el grupo parental de individuos era pequeño y había un fuerte efecto de cuello de botella en el pasado, la diversidad genética se puede restaurar en un largo proceso evolutivo posterior.
Para ello, el entorno debe proporcionar varios nichos para el hábitat de esta especie, es decir, el entorno en sí debe ser diverso. Entonces,adaptándose a las nuevas condiciones y acumulando gradualmente nuevas mutaciones, la especie puede restaurar su acervo genético.
¿Qué pasa con la evolución humana?
Varios cataclismos de la historia conocida reclamaron constantemente decenas y cientos de miles de vidas humanas, lo que creó el efecto de un cuello de botella para el Homo Sapiens y otras especies humanas. Estos son algunos ejemplos:
- 75 mil años atrás, el supervolcán Toba explotó en Indonesia. ¡Su fuerza explosiva se estima como tal en 3.000 volcanes de Santa Elena! Según algunas suposiciones, esta erupción podría reducir el número de diferentes tipos de personas a varios miles de personas en toda la Tierra.
- Durante la Edad Media, alrededor de 1/3 de la población de Europa murió como resultado de la peste negra.
- Durante la colonización del Nuevo Mundo por los europeos a fines del siglo XV - la primera mitad del siglo XVI, cerca del 90 % de la población indígena fue destruida.
- En 1783, el volcán Lucky explotó en Islandia. Posteriormente, se le sumaron el hambre y las enfermedades, como resultado de lo cual murió alrededor del 20% de la población de la isla.
En cuanto a la situación actual de los humanos, su diversidad genética es bastante grande, ya que la población del planeta es de unos 7.500 millones y está distribuida por toda la Tierra (diferentes condiciones ambientales).
