Radiação adaptativa
A radiação adaptativa é uma radiação evolutiva rápida. É um aumento do número e da diversidade de espécies em cada linhagem. Ela produz mais espécies novas, e essas espécies vivem em uma gama mais ampla de habitats.
Algumas definições a expressam em termos de um único clade: "Radiação adaptativa é a rápida proliferação de novos taxa de um único grupo ancestral". No entanto, nos casos mais marcantes, como ocorreu no Triássico após o maior evento de extinção da história da Terra, muitas linhas foram submetidas simultaneamente à radiação rápida. Isto deve ter algo a ver com a disponibilidade de nichos ecológicos e a relativa ausência de competição.
A biota Ediacaran foi o resultado de uma radiação metazóica precoce. A maior radiação de todas ocorreu no início do período Cambriano, quando a maior parte de nossa phyla animal evoluiu: veja Lista de phyla animal.
Na relativa ausência de concorrência, os grupos se diversificam para preencher os habitats e nichos disponíveis. Este é um processo evolutivo impulsionado pela seleção natural.
O termo foi introduzido e discutido por George Gaylord Simpson, o paleontólogo que contribuiu para a síntese evolutiva moderna. Outros preferem não usar o termo. Robert L Carroll prefere usar o termo grandes transições evolucionárias, embora se verifique que todas ou a maioria delas também poderiam ser descritas como radiações adaptativas. Outros usam termos como macroevolução, ou mesmo megaevolução, como se os processos fossem diferentes daqueles que ocorrem abaixo do nível da espécie. É parte da teoria evolucionária que todos os processos ocorrem no nível das populações. Todos concordam, no entanto, que a velocidade da evolução muda, no entanto, ela é medida.
A evolução dos bicos das aves e dos métodos de alimentação levou a um grande aumento do número de espécies de aves. Há pelo menos 9.000 espécies vivas de aves, muito mais do que mamíferos.
Medição das taxas de mudança
Os registros de tempo são atormentados por lacunas no registro fóssil, muitas vezes naqueles estágios iniciais cruciais quando os números são baixos e a distribuição geográfica é severamente restrita. "Na realidade, há longos períodos dentro de quase todas as linhagens para as quais o registro fóssil permanece desconhecido". p297 Essas lacunas afetam nosso conhecimento do tempo e das mudanças na forma e função do corpo.
Entretanto, quando várias linhas claramente novas aparecem em um curto período, parece razoável dizer que a taxa de mudança tem sido surpreendentemente rápida. Um exemplo seria o aparecimento de novos grupos reptilianos no Triássico Superior. Usando amplamente o termo "réptil", os grupos incluem dinossauros, pterossauros, chelonia (tartarugas), crocodilomorfos (Crocodilia precoce), fitossauros, e ictiossauros um pouco mais cedo (Triássico Médio).
Estas radiações ocorreram após o grande evento de extinção Permian-Triassic que terminou a era Paleozóica. O próprio Triássico teve várias extinções menores (mas ainda significativas). Infelizmente, o Triássico tem o registro fóssil mais pobre de toda a era Mesozóica.
Causas
Inovação
A evolução de uma nova característica pode permitir que um grupo se diversifique porque torna possível novas formas de vida. Um exemplo mais marcante é o ovo cleidóico, que se desenvolveu em amniotas iniciais, e permitiu que vertebrados invadissem a terra. O ovo cleidóico deve ter sido desenvolvido no último Devoniano ou no Carbonífero primitivo. Os anfíbios, que se ramificaram antes deste evento, ainda depositam seus ovos na água, e por isso são limitados na medida em que podem explorar ambientes terrestres.
Um exemplo de uma inovação mais modesta é a evolução de uma quarta cúspide no dente do mamífero. Esta característica permite um grande aumento na gama de alimentos que podem ser alimentados. A evolução deste caráter aumentou assim o número de nichos ecológicos disponíveis para os mamíferos. A característica surgiu várias vezes em diferentes grupos durante o Cenozóico, e em cada caso foi imediatamente seguida por uma radiação adaptativa. Com as aves, a evolução do vôo abriu novas possibilidades, e pelo menos duas enormes radiações adaptativas ocorreram (uma antes e uma depois do evento de extinção K/T). Ainda mais marcante foi a evolução do vôo dos insetos, que levou a enormes radiações na era mesozóica. Então, estes grupos de insetos desenvolveram formas de se alimentarem de plantas floridas. Eles agora superam em número todas as outras formas de vida animal por uma margem considerável.
Oportunidade
Radiações adaptativas acontecem freqüentemente quando organismos entram em ambientes com nichos desocupados, tais como um lago recém formado ou uma cadeia de ilhas isoladas. A(s) população(ões) colonizadora(s) pode(m) diversificar-se rapidamente e tirar proveito de todos os nichos possíveis. Oportunidades ocorrem quando pontes terrestres se formam entre áreas que antes estavam separadas, e sempre que espécies chegam a novos lugares no mundo.
No Lago Vitória, um lago isolado que se formou recentemente no vale do rift africano, mais de 300 espécies de peixes ciclídeos irradiaram de uma espécie mãe em apenas 15.000 anos.
Ilhas vagas
Em cerca de 6.500 km2 (17.000 km2), as ilhas havaianas possuem a mais diversa coleção de moscas drosófilas do mundo, vivendo de florestas tropicais a prados de montanha. São conhecidas cerca de 800 espécies de drosófilos havaianos.
Estudos mostram um claro "fluxo" de espécies de ilhas mais antigas para ilhas mais novas. Há também casos de colonização de volta às ilhas mais antigas, e de saltos de ilhas, mas estes são muito menos freqüentes. Por datação de potássio/argônio radioativo, as ilhas atuais datam de 0,4 milhões de anos atrás (mya) (Mauna Kea) a 10mya (Necker). O membro mais antigo do arquipélago havaiano ainda acima do mar é o Atol de Kure, que pode ser datado até 30 mya. O próprio arquipélago, produzido pela placa do Pacífico movendo-se sobre um ponto quente, existe há muito mais tempo, pelo menos dentro do Cretáceo. As ilhas havaianas mais as antigas ilhas que agora estão sob o mar compõem a cadeia de montanhas marinhas Havaianas-Emperadoras; e muitas das montanhas submarinas são manobras.
Todas as espécies nativas drosófilas em Hawaiʻi descendem aparentemente de uma única espécie ancestral que colonizou as ilhas, cerca de 20 milhões de anos atrás. A radiação adaptativa subsequente foi estimulada pela falta de competição e por uma grande variedade de nichos vagos. Embora fosse possível para uma única fêmea grávida colonizar uma ilha, é mais provável que tenha sido um grupo da mesma espécie.
Há outros animais e plantas no arquipélago havaiano que sofreram radiações adaptativas similares, ainda que menos espetaculares.
Extinções em massa
As radiações adaptativas geralmente acompanham as extinções em massa. Após um evento de extinção, muitos nichos são deixados vagos. Um exemplo clássico disto é a substituição dos dinossauros não-avios no final do Cretáceo por mamíferos no Paleoceno.
1. Espécie A migra do continente para a primeira ilha. 2. Isolada do continente, a espécie A evolui para a espécie B. 3. Espécie B migra para a segunda ilha. 4. A espécie B evolui para a espécie C. 5. A espécie C recoloniza as primeiras ilhas, mas agora não consegue se reproduzir com a espécie B. 6. Espécie C migra para a terceira ilha. 7. A espécie C evolui para a espécie D. 8. Espécie D migra para a primeira e segunda ilha. 9. A espécie D evolui para a espécie E. Este processo pode continuar indefinidamente até que uma grande diversidade seja alcançada.
Grandes radiações
- A explosão do Cambriano: a mais famosa de todas as radiações adaptativas. A maioria das phyla apareceram durante ou pouco antes do Cambriano.
- Vôo: todas as formas de animais voadores são altamente bem-sucedidas
- Vôo em insetos: o Pterygota: o maior número de espécies vivas são os insetos voadores.
- Vôo em aves: a origem das aves: o maior número de vertebrados terrestres.
- A radiação Triássica Superior dos dinossauros.
- A radiação Cretácea Superior de plantas floríferas.
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Perguntas e Respostas
P: O que é radiação adaptativa?
R: A radiação adaptativa é um processo evolutivo rápido que aumenta o número e a diversidade de espécies em cada linhagem, produzindo mais espécies novas que vivem em uma gama mais ampla de habitats.
P: Como funciona a radiação adaptativa?
R: A radiação adaptativa funciona por grupos que se diversificam para preencher habitats e nichos disponíveis, o que é um processo evolutivo impulsionado pela seleção natural.
P: Quem introduziu o termo "radiação adaptativa"?
R: O termo foi introduzido e discutido por George Gaylord Simpson, o paleontólogo que contribuiu para a síntese evolutiva moderna.
P: Existe alguma outra terminologia usada para radiação adaptativa?
R: Robert L Carroll prefere usar o termo grandes transições evolutivas, embora se verifique que todas ou a maior parte delas também poderiam ser descritas como radiações adaptativas. Outros usam termos como macroevolução, ou mesmo megaevolução, como se os processos fossem diferentes daqueles que ocorrem abaixo do nível das espécies.
P: A radiação adaptativa ocorre em nível de população?
R: Sim, faz parte da teoria evolucionária que todos os processos ocorrem em nível de populações.
P: Qual foi um exemplo de radiação metazóica precoce?
R: A biota Ediacaran foi um exemplo de radiação de metazoários primitivos.
P: Quando evoluiu a maior fila animal?
R: A maior phyla animal evoluiu durante o período Cambriano, quando a maior parte dos phyla passou por radiação rápida simultaneamente devido à disponibilidade de nichos ecológicos e à relativa pouca competição.
