calcularea ratelor de extincție de fond

pentru a discerne efectul activității umane moderne asupra pierderii speciilor necesită determinarea cât de repede au dispărut speciile în absența acelei activități. Studiile asupra fosilelor marine arată că speciile durează aproximativ 1-10 milioane de ani. Să presupunem că toate aceste extincții s—au întâmplat independent și treptat-adică., modul” normal ” —mai degrabă decât catastrofal, așa cum au făcut-o la sfârșitul perioadei cretacice cu aproximativ 66 de milioane de ani în urmă, când dinozaurii și multe alte specii de animale terestre și marine au dispărut. Pe această bază, dacă s–ar urmări soarta a 1 milion de specii, s—ar aștepta să se observe aproximativ 0,1-1 dispariție pe an-cu alte cuvinte, 1 specie dispărută la fiecare 1-10 ani.

durata vieții umane oferă o analogie utilă cu cele de mai sus. Dacă oamenii trăiesc în medie aproximativ 80 de ani, atunci ne-am aștepta, toate lucrurile fiind egale, ca 1 din 80 de indivizi să moară în fiecare an în circumstanțe normale. (În realitate, rata de supraviețuire a oamenilor variază în funcție de stadiul vieții, cele mai mici rate fiind găsite la sugari și vârstnici.) Dacă, totuși, mai mult de 1 din 80 ar muri în fiecare an, atunci ceva ar fi anormal. Ar putea fi o epidemie, de exemplu.

pentru a face comparații ale ratelor de extincție actuale conservatoare, să presupunem că rata normală este doar o extincție la un milion de specii pe an. Acesta este apoi punctul de referință—rata de fond față de care se poate compara ratele moderne. De exemplu, având în vedere un eșantion de 10.000 de specii vii descrise (aproximativ numărul speciilor moderne de păsări), ar trebui să se vadă o dispariție la fiecare 100 de ani. Comparând acest lucru cu numărul real de extincții din secolul trecut oferă o măsură a ratelor relative de extincție.

estimările ratei de extincție de fond descrise mai sus derivă din speciile abundente și răspândite care domină înregistrările fosile. În schimb, după cum demonstrează articolul ulterior, speciile cele mai susceptibile de a dispărea astăzi sunt rare și locale. Astfel, datele fosile ar putea subestima ratele de extincție de fond. Important, totuși, aceste estimări pot fi completate din cunoașterea ratelor de speciație—ratele la care apar noi specii—ale acelor specii care sunt adesea rare și locale. Aceste rate nu pot fi mult mai mici decât ratele de dispariție, altfel nu ar mai rămâne specii.

pentru a explora ideea ratelor de speciație, ne putem referi din nou la analogia vieții umane și ne putem întreba: câți ani au frații mei vii? Răspunsul ar putea fi orice, de la cel al unui nou-născut la cel al unui pensionar care își trăiește ultimele zile. Vârsta medie va fi la jumătatea distanței dintre ele-adică aproximativ o jumătate de viață. Puneți aceeași întrebare pentru un șoarece, iar răspunsul va fi de câteva luni; de copaci cu viață lungă, cum ar fi Sequoia, poate un mileniu sau mai mult. Vârsta fraților este un indiciu pentru cât timp va trăi.

speciile au echivalentul fraților. Sunt cele mai apropiate rude vii ale speciei în arborele evolutiv (vezi evoluție: copaci evolutivi)—ceva care poate fi determinat de diferențele din ADN. Cea mai apropiată rudă a ființelor umane este bonobo (Pan paniscus), în timp ce cea mai apropiată rudă a bonobo este cimpanzeul (P. troglodytes). Taxonomiștii numesc astfel de specii înrudite taxoni surori, urmând analogia că sunt despărțiți de speciile lor „părinte”.

cu cât sunt mai mari diferențele dintre ADN-ul a două specii vii, cu atât este mai veche despărțirea de strămoșul lor comun. Studiile arată că aceste diferențe acumulate rezultă din modificări ale căror rate sunt, într—un anumit mod, destul de constante-de aici și conceptul de ceas molecular (vezi evoluție: Ceasul molecular al evoluției— – care permite oamenilor de știință să estimeze timpul despărțirii de cunoașterea diferențelor ADN. De exemplu, dintr-o comparație a ADN-ului lor, bonobo și cimpanzeul par să se fi împărțit acum un milion de ani, iar oamenii s-au despărțit de linia care conține bonobo și cimpanzeul acum aproximativ șase milioane de ani.

avantajul utilizării ceasului molecular pentru a determina ratele de speciație este că funcționează bine pentru toate speciile, comune sau rare. Funcționează pentru păsări și, în exemplul anterior, pentru maimuțele care trăiesc în pădure, pentru care au fost recuperate foarte puține fosile. În exemplul precedent, bonobo și cimpanzeul s-au despărțit acum un milion de ani, sugerând că durata de viață a acestor specii este, la fel ca cele ale speciilor marine abundente și răspândite discutate mai sus, pe perioade de un milion de ani, cel puțin în absența acțiunilor umane moderne care le amenință. Cu toate acestea, acesta este doar un exemplu. Există dovezi că speciația poate fi mult mai rapidă?

până de curând, părea să existe un exemplu evident al unei rate ridicate de speciație—un „baby boom” al speciilor de păsări. Existența sa a permis posibilitatea ca ratele ridicate de dispariție a păsărilor care sunt observate astăzi să fie doar o tăiere naturală a acestei exuberanțe evolutive.

de ambele părți ale Marilor Câmpii ale Americii de Nord se află 35 de perechi de taxoni surori, inclusiv păsări albastre occidentale și estice (Sialia mexicana și S. Sialis), pâlpâiri cu arbori roșii și galbeni (ambele considerate subspecii de Colaptes auratus) și colibri cu gât rubiniu și cu bărbie neagră (Archilochus colubris și A. alexandri). Conform interpretării speciației rapide, un singur mecanism părea să le fi creat pe toate. Fiecare pereche de taxoni surori avea o specie părinte care se întindea pe continent. Apoi, un progres major în glaciație în ultima parte a Pleistocenului epocă (acum 2,58 milioane până la 11.700 de ani) a împărțit fiecare populație de specii părinte în două grupuri. Fiecare pereche de grupuri izolate a evoluat pentru a deveni doi taxoni surori, unul în vest și celălalt în est. În cele din urmă, gheața s-a retras și, pe măsură ce continentul a devenit suficient de cald, acum aproximativ 10.000 de ani, taxonii surori și-au extins gama și, în unele cazuri, s-au întâlnit din nou. (Pentru discuții suplimentare despre acest mecanism de speciație, a se vedea evoluție: speciație geografică.)

povestea, deși convingătoare, este acum cunoscută a fi greșită. Datele moleculare arată că, în medie, taxonii surori s-au despărțit acum 2,45 milioane de ani. Aceasta înseamnă că durata medie de viață a speciilor pentru acești taxoni nu este doar mult mai veche decât necesită explicația de speciație rapidă pentru ei, ci este, de asemenea, considerabil mai veche decât estimarea de un milion de ani pentru rata de dispariție sugerată mai sus ca referință conservatoare.

studiile moleculare au descoperit că multe specii surori au fost create acum câteva milioane de ani, ceea ce sugerează că speciile ar trebui să dureze și „câteva milioane” de ani. Într-adevăr, ei sugerează că rata de fond a unei dispariții între un milion de specii pe an poate fi prea mare. Cu toate acestea, această rată rămâne un punct de referință convenabil pentru a compara extincțiile moderne.