Evrimsel Biyocoğrafya

Biyocoğrafyanın evrim teorisine katkısı

• Canlıların coğrafi dağılımları Darwin ve Wallace’a canlılığın evrimi konusunda çok güçlü kanıtlar sunmuştur.

• Neredeyse her türün coğrafi dağılımı, bir dereceye kadar sınırlıdır.

• Neden Hawaii adasında filler yoktur?• Neden kangurular sadece Avustralya’da ve lemurlar sadece

Madagaskar’da bulunur?• Güvercin ailesi (Columbidae) neredeyse dünyanın her

tarafında yer alırken neden, örneğin kivi ailesi (Apterygidae) Yeni Zelanda’ya özgüdür?

Darwin’in gözlemleri

• Farklı bölgelerde yaşayan canlıların ne benzerliği ne de farklılığı iklimsel ve diğer fiziksel koşullar tarafından tamamen açıklanabilir.

Örn: Kaktüslerin dağılımı

Darwin’in gözlemleri

• Serbest hareketi kısıtlayan çeşitli engeller, farklı bölgelerde yaşayan canlılar arasındaki farklılıklarla yakından ilişkilidir

Örn: Güney Amerika’nın doğu ve batı kıyılarında yaşayan denizel türler arasındaki farklılıklar

Darwin’in gözlemleri

• Aynı bölgelerde (kıta veya deniz) yaşayan türler birbirleri ile ilişkilidir.

Kapibara (Güney Amerika)

Darwin’in sunduğu destekleyici deliller

• Uzak okyanus adaları genellikle tam olarak uzak mesafelere yayılım yeteneğine sahip canlıları barındırırken, bu yeteneğe sahip olmayanları barındırmaz

Darwin’in sunduğu destekleyici deliller

• Adalarda yaşayan türlerin çoğu en yakın kara parçasında yaşayan türlerle ilişkilidir

Galapagos adalarındaki tüm bitki ve hayvan türleri

Darwin’in sunduğu destekleyici deliller

• Ada türleri çoğu kez kıtadaki atalarının izlerini taşır

Galapagos adalarındaki çengelli tohumlar

Darwin’in sunduğu destekleyici deliller

• Bir adada yaşayan endemik türlerin oranı özellikle oraya yayılım fırsatı az olduğu zaman yüksektir.

Biyocoğrafi delillerden Darwin’in çıkardığı sonuç:«… bu gerçeklerde, fiziksel koşullardan bağımsız olarak aynı karasal ve sucul alanlar üzerinde mekan ve zaman boyunca derin bir organik bağ olduğu açıktır…»

Biyocoğrafi bölgeler

• Wallace ve diğer ilk biyocoğrafyacılar dünyayı birkaç biyocoğrafi bölgeye ayırmışlardır.

Biyocoğrafi bölgeler

• Bu bölgeler bugünkü iklim koşullarından çok yerkürenin geçmişinin bir sonucudur.

Biyocoğrafi bölgeler

• Her bir biyocoğrafi bölge, orada başka bir yerden çok daha fazla çeşitlilik gösteren veya neredeyse oraya özgü olan birçok yüksek takson barındırır.

Biyocoğrafi bölgeler

• Her bir biyocoğrafi bölge çoğu kez fauna ve florası farklı alanlara veya endemizm bölgelerine bölünebilir.

Biyocoğrafi bölgeler

• Komşu biyocoğrafi bölgelerle sınırlar net çizilemez.

Canlıların coğrafi dağılımını etkileyen tarihsel etkenler• Yok oluş (Soy tükenmesi, ‘extinction’) - Örneğin at ailesinin

(Equidae) Kuzey Amerika’dan köken almış ancak daha sonra orada yok olmuştur.

Canlıların coğrafi dağılımı etkileyen tarihsel etkenler• Yayılım (Bireylerin hareketi) – benzer habitatlara yayılım, örneğin

Avrupa’ya özgü pek çok bitki türünün son iki yüzyıl içinde Kuzey Amerika’daki hızlı yayılımı.

Lythrum salicaria Alliaria petiolata H. mantegazzianum

Canlıların coğrafi dağılımı etkileyen tarihsel etkenler• Toplumsal yalıtım (Vikaryans) – gen havuzlarının ayrımı ve

yeni taksonların oluşması, örneğin Gondwana kara parçasında yaşayan canlıların kıtanın dağılımı sonucu Afrika, Madagaskar ve Hindistan’da farklılaşması.

Filocoğrafya

• Filocoğrafya, özellikle tür içinde ve yakın akraba türler arasında gen soy hatlarının coğrafi dağılımından sorumlu süreçlerin tanımlanması ve analizidir.

Filocoğrafya

• Örneğin insanların coğrafi dağılımının analizi – eski insan toplumları ile bugünün modern insan toplumları nasıl ilişkilidir?

Filocoğrafya – İnsan Evrimi modelleri

• Çok bölgeli hipotez – farklı bölgelerdeki (Afrika, Asya ve Avrupa) arkaik Homo sapiens toplumlarının modern Homo sapiens’e evrilmesi

Filocoğrafya – İnsan Evrimi modelleri

• Yer değiştirme veya Afrika’dan çıkış hipotezi – • Arkaik Homo sapiens’lerin Afrika’dan dünyaya yayılması,

Afrika’daki arkaik sapiens’lerin modern sapiens’lere evrilmesi, modern sapiens’lerin tüm dünyaya yayılarak arkaik sapiens’lerin yerini alması (200.000-30.000 yıl önce)

Filocoğrafya – İnsan Evrimi modelleri

Biyoçeşitliliğin evrimi

Fanerozoik boyunca taksonomik çeşitlilik

Fanerozoik boyunca taksonomik çeşitlilik• Bugüne kadar toplanan taşıl kayıtlar, Fanerozoik boyunca

canlıların çeşitliliğinde dramatik değişimler olduğunu göstermektedir.

Fanerozoik boyunca yok oluş grafiği

Yok oluş nedenleri

• Çevresel değişimlere (yaşama alanındaki bozulma, örneğin avcıların veya rakiplerin artması) uyum göstermedeki başarısızlık

• Düşük evrimleşme hızı (Toplumun büyüklüğü - genetik çeşitlilik ilişkisi)

Fanerozoik boyunca ortaya çıkış grafiği

Yok oluş ve ortaya çıkış arasındaki korelasyonun nedenleri• Ekolojik özelleşme düzeyi• Ekolojik olarak özelleşmiş türler genelleşmiş türlere oranla

çevredeki değişimlere türlere daha duyarlıdır.• Toplum dinamiği • Düşük ya da dalgalı toplum büyüklüğüne sahip türler yok olmaya

özellikle duyarlıdır• Coğrafi sınırlar • Geniş yayılımı olan türler daha düşük yok olma riskine sahiptir.

Ortaya çıkış ve çeşitlenme

• Fanerozoik boyunca ortaya çıkış grafiği permiyen sonu yok oluştan bu yana çeşitliliğin artma eğiliminde olduğunu gösteriyor.

• Çeşitliliğin artma sebebi ne(ler) olabilir?

Ortaya çıkış ve çeşitlenme

• Çeşitlenmeyi tetikleyen temel etmenler;• Çekişme baskısının kalkması • Ekolojik ayrılma - yeni ekolojik alanlara ya da boş nişlere yayılma• Birlikte evrim • Bölgeselliğin artması• Çevresel değişiklikler – örneğin 40-50 myö iklimin kuraklaşması ile

tropik ormanların yerinin savanların alması sonucu büyük otoburların çeşitliliğinin artması, ağaçlarda yaşayan primatların çeşitliliğinin azalması