Adaptif radyasyon

Galapagos adalarında yaşayan dört farklı Darwin isponozu türü farklı besin kaynaklarından yararlandıkları için adaptif radyasyonla bu besinlere uyum sağlayan gaga şekilleri geliştirmişlerdir.

Adaptif radyasyon veya adaptif yayılım (Latince: adaptare – uyumlandırmak; radiatus – yayılarak), evrimsel biyolojide hızlıca çoğalım gösteren bir tür veya soy içinde ekotipler husule getirerek ekolojik ve fenotipik çeşitliliğe yol açan, aynı zamanda yeni türlerin meydana gelmesinde büyük rol oynayarak birçok farklı grupların evrimine hizmet eden olayı tanımlayan terim. Bu süreç, son bir atadan başlayarak türleşmeye ve canlı organizmaların farklı çevre şartlarında ve yaşam ortamlarında yararlanabilecekleri, farklı morfolojik ve fizyolojik özelliklerin fenotipik adaptasyonlarına yol açar. Bu anlamda adaptif yayılım, az çeşitlilik gösteren bir türün çevre şartlarına özel uyumlar geliştirerek daha yüksek oranlarda çeşitlenmesi ve yayılmasıdır. Bunun yanında adoptif yayılım, daha önce işgal edilmemiş ve yararlanılmayan farklı ekolojik nişlerin kullanılabilmesi de sağlar.

Adaptif radyasyon, kladogeneze dair tipik bir örnek olup bir arada var olan türlerin yaşam ağacındaki dallarının veya fidanlarının grafiksel bir gösterimi şeklinde düşünülebilir. Bu süreç "alogenez", "alomorfoz", "kladogenez" veya "idyoadaptasyon" olarak da adlandırılır.

Coğrafi yalıtım yoluyla adaptif yayılım

Doğu Afrika'da Malavi Gölü'nde çiklitgiller balıklarının (Mbuna) su altı fotoğrafları. Bu göllerde türler zenginliği gösteren çiklitgiller faunası tek bir kurucu popülasyonuna dayanır.

Adaptif radyasyon sonucu türleşme evrimin temel mekanizmalarından biri olarak kabul edilir. Adaptif radyasyonun itici güçleri, birçok evrimsel süreçlerde olduğu gibi popülasyon içindeki genetik varyasyonlar ve doğal seçilimdir (örneğin, tür içindeki bireyler arasında var olan rekabet yüzünden oluşan seçilim baskısı gibi). Adaptif yayılım oluşumlarına dair özellikle ilgi çekici olan örnekler, volkanik faaliyetler sonucu okyanus yüzeylerinde beliren yeni adalar ile karalarda volkanik etkinliğin görüldüğü bölgelerin yakınlarında, çökmeler sonucu da oluşabilen tatlı su göllerinin canlılar tarafından yeni yaşam alanları olarak kullanılmaya başlanması ve orada koloniler oluşturmasıdır. Bu yeni yaşam alanları başlangıçta sadece çok az sayıda tür veya türler tarafından keşfedilirler. Böylece bu yeni ve tenha bölgelere yerleşen türler, eski yaşadıkları geniş kapsamlı ve karışık evrimsel örüntülere sahip olan ve birçok çeşitli türleri barındıran yaşam alanlarında olduğundan daha az rekabet şartlarına sahip olurlar. Genelde uzun zamana yayılan evrimsel gelişmelere kıyasla bu ortamlarda çok kısa bir zaman içinde (birkaç 1000 veya 10.000 yıl içinde) birçok çeşitli türler oluşur. Çok kısa zaman içinde evrimsel gelişmelerin görülebileceği böyle bir durum ise sadece bu yeni yaşam alanlarının daha önce canlı türleri tarafından işgal edilmedikleri ve yerleşilmedikleri durumlarda görülür. Burada başka bir ilginç örnek ise, daha önce üzerinde çeşitli canlı türlerin yaşadığı ve coğrafi veya ekolojik olarak birbirleriyle ilişkili olan adaların parçalanarak ayrılmalarından sonra, zaman içinde diğerlerinden yalıtılan ve izole kalmaya başlayan bir ada üstündeki canlı popülasyonların da morfolojik olarak birbirlerinden farklılaşmaya ve türleşmeye başlamasıdır. Yalnız bu durumda hızlandırılmış bir şekilde yeni tür oluşumlarının kendisini göstermeleri beklenmemelidir. Hızlı şekilde gelişen bir türleşme olayında, bir türün rekabet ettiği diğer türler olmadan büyük miktarda kaynaklara (özellikle besin kaynaklarına) sahip olabilmesi çok önemli gibi görünüyor. Adaptif yayılımı kolaylaştıran ve destekleyen etkenler bu anlamda henüz işgal edilmeyen boş ekolojik nişler olmaktadır.

Yeni adaların yerleşilmesinde gözlemlenen hızlandırılmış türleşme mekanizmaları, Evrim Kuramının sınanması sağladığı için bilimsel olarak çok dikkate alınır.

Yeni yaşam alanlarına yerleşen bir tür başlangıçta genel olarak az çeşitlenmiş olacaktır. Bunun bir nedeni, bir yandan öncü türlerin genel olarak az çeşitli olması, diğer yandan spesiyal bir tür kendine özgü habitatlara veya özel yaşam birlikteliklerine ihtiyaç duyduğundan bu çevre şartları henüz oluşmamış da olabilir. Bu nedenle, yeni yaşam alanlarına yerleşen bir tür buradaki kaynakları tam anlamıyla etkili bir şekilde kullanamayacaktır. Bu durum, henüz olası diğer rekabetçiler olmadığı için başlangıçta pek de önem taşımaz. Ancak zaman içinde, kendi türü içinde rekabet edeceği bireylerin (türiçi rekabet) olması dolayısıyla, mevcut kaynakları iyi değerlendirebileceği bir şekilde değişmeye başlar. Canlı türün özellikleri değişmeye başladığından ve ayrıldığı ebeveyn popülasyonla gen alış verişinde bulunamadığından, zaman içinde kademeli olarak değişerek yeni ve ayrı bir tür oluşturur. Bu şekilde adaya özgü özellikler açıklanabilir. Yalnız burada şu soru da ortaya çıkıyor: Neden sadece tek bir tür oluşmuyor da çok sayıda türler oluşuyor? Bu soruyu kesin olarak yanıtlayacak veya tam olarak tatmin edecek bilimsel bir cevap henüz bulunmamakla birlikte çeşitli araştırmacı buna dair çeşitli modeller öne sürmüşlerdir. Büyük olasılıkla farklı durumlar için farklı modeller geçerli olacaktır.

Bu sorunun çözümlenmesinde iki alt proplemin işlenmesi gerekmektedir:

• Vücut yapısının ve morfolojinin değişmesi
• Bir türün iki ayrı türe bölünmesi

Türler birbirlerinden ayrılmadan da güçlü morfolojik farklılıklar gösterebileceği gibi birbirlerinden ayrılan türler de buna rağmen yaşam tarzları yönünden birbirlerine çok benzeyebilirler. Hatta bazı durumlarda bu türler birbirlerinden ayırt edemeyecek şekilde öyle benzeşirler ki, bu durumu tanımlayan "ikiz türler" veya "gizli türler" gibi tanımlamalardan bahsetmek mümkündür.

Örnekler

Araştırılmış olan gerçek vakalara dair sunulan farklı hipotezler farklı başarı oranları elde etmiştir. Öncelikle ekolojik türleşmenin gerçek önemi bilim alanında henüz tartışmalıdır. DNA dizilenmesindeki gelişmeler (PZT) sayesinde kısa bir süre önce adaptif yayılım özellikleri gösteren türlerin soy ağaçlarını oluşturmak günümüzde daha da kolay hale geldi. Bu sayede hipotezleri test etmek ve sınamak da daha kolaylaşmıştır. Tam da bazı adaptif yayılım olaylarında gözlemlenen yüksek türleşme hızı, bu türleşme hızına uygun şekilde çabuk tepki gösteren DNA işaretleyicisinin bulunmasını zorlaştığı için başka bir problem teşkil etmektedir. Detaydaki bu tür problemlere rağmen adaptif radyasyondaki süreçler ilke olarak iyi açıklanabilmektedir.

Adaptif yayılma dair bilinen örnekler:

• Galapagos adalarındaki Darwin isponozları
• Havai'deki bal tırmaşığı (Drepanidinae)
• Afrika Büyük Göller bölgesindeki Çiklitgiller balıkları
• Madagaskar Adası'ndaki Tenrekgiller ve Makimsiler
• Himalayalar'daki dev yengeç örümceği olarak da bilinen avcı örümcek (Sparassidae)
• Jamaika'da bir keler türü olan Anolis
• Conidae, karındanbacaklı cinsinden koni şeklinde kabuklara sahip bir sümüklüböcek türü
• Havai adalarındaki meyve sinekleri Drosophilidae
• Avustralya'daki keseliler

Ayrıca bakınız

• Evrimsel yayılım
• Kambriyen Patlaması
• Adaptif yayılan Havai bal tırmaşıklarının formlarına göre listesi
• Adaptif yayılan keselilerin formlarına göre listesi

Konuyla ilgili yayınlar

• Ulrich Kutschera: Evolutionsbiologie, 3. Auflage, Verlag Eugen Ulmer, Stuttgart (2008), ISBN 3-8252-8318-6
• Dolph Schluter: The Ecology of Adaptive Radiation. Oxford: Oxford University Press. (2000)
• Wilson, E. et al. Life on Earth, by Wilson, E.; Eisner, T.; Briggs, W.; Dickerson, R.; Metzenberg, R.; O'brien,R.; Susman, M.; Boggs, W.; (Sinauer Associates, Inc., Publishers, Stamford, Connecticut), c 1974. Chapters: The Multiplication of Species; Biogeography, pp 824–877. 40 Graphs, w species pictures, also Tables, Photos, etc. Includes Galápagos Adaları, Hawaii, and Australia subcontinent, (plus St. Helena Island, etc.).
• Leakey, Richard. The Origin of Humankind—on adaptive radiation in biology and human evolution, pp. 28–32, 1994, Orion Publishing.
• Grant, P.R. 1999. The ecology and evolution of Darwin's Finches. Princeton University Press, Princeton, NJ.
• Mayer, Ernst. 2001. What evolution is. Basic Books, New York, NY.
• Kemp, A.C. 1978. A review of the hornbills: biology and radiation. The Living Bird 17: 105–136.
• Gavrilets, S. and A. Vose. 2005. Dynamic patterns of adaptive radiation Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102: 18040-18045.
• Gavrilets, S. and A. Vose. 2009. Dynamic patterns of adaptive radiation: evolution of mating preferences. In Butlin, RK, J Bridle, and D Schluter (eds) Speciation and Patterns of Diversity, Cambridge University Press, pp. 102–126.