Co je parapatrická speciace? (S příklady)

1062
Anthony Golden

The parapatrická speciace navrhuje vznik nových druhů z reprodukční izolace dvou subpopulací, které se nacházejí vedle sebe. Je to jeden ze tří základních modelů speciace a odpovídá „přechodnému“ stavu mezi alopatrickými a sympatrickými modely..

Tato teorie implikuje speciaci populací distribuovaných v sousedících oblastech a že mezi oběma oblastmi existuje mírný tok genů. Jelikož mezi těmito dvěma subpopulacemi existuje určitý stupeň izolace, může každá z nich zvýšit úroveň genetické nezávislosti.

Zdroj: Andrew Z. Colvin [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

V průběhu času mohou druhy vyvinout reprodukční izolační mechanismy a proces speciace bude dokončen.

Rejstřík článků

  • 1 Specifikace: tvorba nových druhů
    • 1.1 Speciační modely
  • 2 Parapatrický speciační model
    • 2.1 Clinův model
    • 2.2 Napínací zóna
    • 2.3 Důkazy
  • 3 příklady
    • 3.1 Speciace v trávě druhu Anthoxanthum odoratum
    • 3.2 Vrány druhů Corvus corone a C. cornix
  • 4 Odkazy

Specifikace: tvorba nových druhů

Jakékoli téma diskuse v evoluční biologii začíná příspěvky slavného britského přírodovědce Charlese Darwina..

Ve svém mistrovském díle, Původ druhů, Darwin navrhuje mechanismus přirozeného výběru a mimo jiné předpokládá, jak lze postupným působením tohoto mechanismu po dlouhou dobu formovat nové druhy..

Ale co je to druh? Tato otázka byla pro biology velmi studovaná a kontroverzní. Ačkoli existují desítky definic, nejpoužívanějším a nejuznávanějším konceptem je biologický koncept druhů, formulovaný Ernstem Mayrem.

Pro Mayra je druh definován jako: „skupiny křížení přirozených populací, které jsou reprodukčně izolovány od jiných skupin.“ Kritickým bodem v této definici je reprodukční izolace mezi skupinami, které nazýváme druhy.

Tímto způsobem se vytvoří nový druh, když se jednotlivci patřící do dvou odlišných populací navzájem nerozpoznají jako potenciální kamarádi..

Speciační modely

V závislosti na geografickém kontextu, kde dochází ke speciaci, autoři používají klasifikační systém, který zahrnuje tři hlavní modely: alopatrický, sympatrický a parapatrický..

Pokud původ nového druhu zahrnuje úplnou geografickou izolaci (v důsledku vzniku geografické bariéry, jako je řeka nebo hora), je speciace alopatrická. Pokud jsou druhy formovány ve stejné zeměpisné oblasti bez jakéhokoli oddělení, jedná se o sympatrickou speciaci.

Mezilehlým modelem je parapatrická speciace, kde se v souvislých geografických oblastech objevují nové druhy. Níže budeme podrobně popisovat tento přechodný model..

Je důležité zmínit, že rozdíl mezi třemi typy speciace nemusí být jasný a navzájem se překrývají..

Parapatrický speciační model

V parapatrické speciaci dochází k rozdělení dvou biologických „subpopulací“, které jsou umístěny vedle sebe, bez jakékoli geografické bariéry, která brání toku genů mezi těmito dvěma demy („demo“ je další termín široce používaný v literatuře pro odkaz k populacím).

Parapatrická speciace může nastat následujícím způsobem: populace je zpočátku homogenně distribuována v určité geografické oblasti. V průběhu doby se z tohoto druhu vyvinul vzorec „clina“.

Tento klíčový model navrhl Fisher v roce 1930. I když se jedná o tradiční model, existují i ​​další návrhy - například speciace “odrazový můstek"

Clinal model

Cline je fenotypový gradient, který se vyskytuje u stejného druhu - například z hlediska velikosti těla: jednotlivci se pohybují od velkých po malé velikosti.

Původ kliny může nastat při náhlé geografické změně. Díky této změně se některé formy dokáží přizpůsobit podmínkám na jedné straně, zatímco zbývající populace se přizpůsobí druhé straně..

Mezi každou z mezí by se vytvořila hybridní zóna, kde by se členové každé strany nového geografického gradientu dostali do kontaktu a mezi oběma subpopulacemi je tok genů. Nyní však lze druhy na každé „straně“ rozpoznat jako samostatné entity..

Tyto dvě formy mohou přijímat různá taxonomická jména a lze je klasifikovat jako rasy nebo jako poddruhy.

Napínací zóna

V hybridní zóně se může vytvořit zóna napětí, která upřednostňuje proces speciace. V této oblasti je tvorba hybridů nevýhodná - to znamená, že hybridy mají biologickou vhodnostmenší než původní druhy.

Předpokládejme, že jedinec je homozygotně dominantní pro určitou vlastnost (AA) a je přizpůsoben jedné straně zeměpisné oblasti. Na druhé straně jsou homozygotní recesivní jedinci (aa), přizpůsobený tomuto regionu.

Pokud dojde k křížení v hybridní zóně mezi dvěma „rasami“ nebo „poddruhem“ a hybridem mezi oběma (v tomto případě heterozygotní Aa) má nižší biologickou vhodnost nebo zdatnost, je to zóna napětí. Podle empirických důkazů spadají téměř všechny známé hybridní zóny do definice napěťové zóny.

Přirozený výběr tedy upřednostní selektivní páření mezi každou z variant, které žijí v souvislých zeměpisných oblastech. To znamená, že ti na levé straně se budou navzájem reprodukovat a totéž se stane na pravé straně.

Důkaz

Ačkoli teoretické základy parapatrické speciace z něj činí možný a atraktivní model, důkazů je relativně málo a nepřesvědčivých..

Neexistuje dostatek důkazů pro ilustraci každého kroku procesu. Model však není zcela vyloučen a v určitých případech se to může stát.

Příklady

Speciace v trávě druhu Anthoxanthum odoratum

Tráva Anthoxanthum odoratum patřící do čeledi Poaceae, představuje velmi ilustrativní příklad parapatrické speciace.

Některé z těchto rostlin žijí v oblastech, kde je půda kontaminována různými těžkými kovy. Tímto způsobem mohou v těchto oblastech růst pouze varianty trávy, které jsou schopné tolerovat znečištění..

Naproti tomu sousední rostliny, které nežijí v kontaminovaných půdách, neprošly procesem výběru směrem k toleranci vůči těžkým kovům..

Tolerantní a netolerantní formy jsou dostatečně blízko k tomu, aby se navzájem oplodňovaly (požadavek, aby byl speciační proces považován za parapatrický). U obou skupin se však vyvinula odlišná doba kvetení, což vytváří dočasnou bariéru toku genů..

Havrani tohoto druhu Corvus corone Y C. cornix

Tyto dva druhy vran jsou rozšířeny po celé Evropě a jsou klasickým příkladem hybridní zóny. C. corvix nachází se dále na východ, zatímco jeho společník se nachází na západě, s místem setkání obou druhů ve střední Evropě.

Ačkoli každý druh má své vlastní fenotypové vlastnosti, v oblasti, kde se kříží, mohou produkovat hybridy. Křížení je známkou toho, že proces speciace mezi dvěma havrany ještě nebyl dokončen a reprodukční izolace není plně zavedena..

Reference

  1. Dieckmann, U., Doebeli, M., Metz, J. A., & Tautz, D. (Eds.). (2004). Adaptivní speciace. Cambridge University Press.
  2. Gavrilets, S. (2004). Fitness krajiny a původ druhů. Princeton University Press.
  3. Inoue-Murayama, M., Kawamura, S., & Weiss, A. (2011). Od genů po chování zvířat. Springer.
  4. Pincheira, D. (2012). Výběr a adaptivní evoluce: teoretické a empirické základy z pohledu ještěrek. Edice UC.
  5. Safran, R. J. a Nosil, P. (2012). Specifikace: původ nových druhů. Znalosti o výchově k přírodě3(10), 17.

Zatím žádné komentáře