Absoluutselt kõigi meie planeedil elavate liikide evolutsiooniprotsess läbis nii õitsemise ja populatsioonide arvu suurenemise etapi kui ka isendite arvu vähenemise mitme tuhande, sadade või vähema arvuni. Viimasel juhul on kombeks rääkida pudelikaela efektist. Vaatame lähem alt, mida see tähendab.
Mis on pudelikaela efekt?
Kujutame ette, et on olemas mingisugune elusolend, keda on esindatud sada tuhat või isegi mitu miljonit eksemplari. Sellises tohutus populatsioonis võib selle liigi isendite seas leida palju erinevaid tunnuseid. Näiteks on valge, musta, pruuni, täpilise värviga isikud; suured, väikesed ja keskmise suurusega isendid; mõned on kiired, teised aeglased, mõnel on pikad jäsemed, teistel on suured silmad. Seda omaduste ja omaduste loetelu võib jätkata pikka aega. Järeldus on ainult üks: suure arvu isenditega populatsioonis on väga palju erinevaid geneetilisi andmeid, st geenivaramust.on rikas.
Nüüd kujutame ette, et toimus mingi kataklüsm, mis viis selle liigi järsu väljasuremiseni. Selle tulemusena jäi miljonist isendist järele vaid mõnikümmend või sadu. Loomulikult kaob geneetiline mitmekesisus. Ellujäänud isendid kannavad vaid mõnda erinevat alleeli, millest moodustuvad järgmised põlvkonnad. See geenifondi vähenemine on pudelikaela efekt. Olukord on sõna otseses mõttes sarnane tõsiasjaga, et paljudest pudelis leiduvatest värvilistest pallidest valati ainult mõned neist läbi kitsa kaela.
Asutajaefekt
Pudelikaela staadiumis ellu jäänud isendite arv tekitab uusi põlvkondi. Nendega võrreldes on see vähendatud isendite arv asutaja- või vanempopulatsioon.
Kui liigi isendite arvu vähendada 10-ni või alla selle, siis räägitakse äärmuslikust asutajaefektist. Sel juhul ei esine järgnevate põlvkondade genofondis praktiliselt mingit alleelide mitmekesisust ja samu morfoloogilisi tunnuseid esineb üsna sageli.
Seega on asutaja ja pudelikaela mõjud omavahel seotud ühes evolutsioonilises ahelas: esimene järgneb teisele.
Milleni need mõjud viivad?
Teisisõnu, kas genofondi vähendamine on hea või halb? Vastus sellele küsimusele pole nii lihtne, kui esmapilgul tundub. Siin on positiivsed ja negatiivsed küljedtuleneb kitsaskohaefekti, st teatud liigi geneetilise mitmekesisuse vähenemise määratlusest:
- Profid. Järgmistes populatsioonides fikseeritakse spetsiifilised tunnused ja mutatsioonid, mis võivad selles keskkonnas olevatele isikutele kasulikud olla.
- Miinused. Geneetilise mitmekesisuse madal tase toob kaasa liigi kohanemisvõime vähenemise keskkonnamuutustega, st muudab selle haavatavaks. Lisaks hakkavad inimestel sageli esinema pärilikud defektid.
Gepardi näide
Elav näide evolutsioonilise valiku põhjustatud pudelikaela efektist on kaasaegne gepard. Enne meie planeedi globaalset jäätumist (kvaternaariperiood) elas Aafrikas, Euraasias ja Põhja-Ameerikas mitmeid gepardiliike, mis nii suuruselt kui ka kiirusvõimetelt olid tänapäevasest väga erinevad. Mõnede hinnangute kohaselt võib gepardide koguarv planeedil ulatuda sadade tuhandete isenditeni.
Kvaternaari perioodil, kui toit muutus vähem kättesaadavaks, toimus paljude elusolendite liikide, sealhulgas gepardide massiline suremus. Arvatakse, et viimaste arv võis olla vaid mõnisada isendit. Pealegi jäid ellu vaid kõige kiiremad ja väikseimad isendid, st gepardidele tekkis pudelikaela efekt.
Praegu on gepard äärmiselt madala geneetilise mitmekesisusega imetaja. Need loomad on nõrgadvastupidavad igasugustele haigustele ja kõik katsed neisse elundeid implanteerida lõpevad ebaõnnestumisega. Gepardi keha ei suuda praktiliselt kohaneda keskkonnamuutustega.
Kunstlik populatsiooni vähendamine
Nimetuse põhjal on see kitsaskohaefekt juba põhjustatud inimese sekkumisest loodusesse. Näiteid on mitu:
- Põhja elevanthülged. Nende loomade aktiivse küttimise ja hävitamise tulemusena 19. sajandi lõpus jäi 150 tuhandest isendist alles 20.
- Euroopa ja Ameerika piisonid. Euroopa piisoneid oli 20. sajandi alguses ainult 12 isendit (3600-st) ja ameeriklastest - 750 (370 tuhandest).
- Galapagose saarte hiidkilpkonnad.
Pange tähele, et seda efekti kasutatakse ka taimede ja loomade uute alamliikide valimisel, et kinnistada inimesele kasulikke omadusi.
Kas geneetiline mitmekesisus võib taastuda?
Vastus sellele küsimusele on jah. Jah, saab, kuid selleks on vaja luua sobivad tingimused. Isegi siis, kui indiviidide vanemrühm oli väike ja minevikus oli tugev pudelikaela mõju, saab geneetilise mitmekesisuse taastada pika järgneva evolutsiooniprotsessi käigus.
Selleks peab keskkond pakkuma selle liigi elupaigale erinevaid nišše ehk keskkond ise peab olema mitmekesine. SiisUute tingimustega kohanedes ja järk-järgult uusi mutatsioone kogudes saab liik taastada oma genofondi.
Aga inimese evolutsioon?
Teadaoleva ajaloo mitmesugused kataklüsmid nõudsid pidev alt kümneid ja sadu tuhandeid inimelusid, mis tekitasid Homo Sapiensi ja teiste inimliikide jaoks kitsaskoha. Siin on mõned näited:
- 75 tuhat aastat tagasi plahvatas Indoneesias Toba supervulkaan. Selle plahvatusjõud on hinnanguliselt 3000 Saint Helena vulkaani! Mõnede eelduste kohaselt võib see purse vähendada erinevat tüüpi inimeste arvu mitme tuhande inimeseni kogu Maa peal.
- Keskajal suri musta katku tagajärjel umbes 1/3 Euroopa elanikkonnast.
- Eurooplaste koloniseerimise käigus 15. sajandi lõpus – 16. sajandi esimesel poolel hävis umbes 90% põlisrahvastikust.
- Aastal 1783 plahvatas Islandil Lucky vulkaan. Seejärel lisandus sellele nälg ja haigused, mille tagajärjel suri umbes 20% saare elanikkonnast.
Mis puudutab praegust olukorda inimestega, siis nende geneetiline mitmekesisus on üsna suur, kuna planeedi rahvaarv on umbes 7,5 miljardit ja see on levinud üle kogu Maa (erinevad keskkonnatingimused).
