Proces specjacji allopatycznej i przykłady



The specjacja allopatyczna lub specjacja geograficzna jest rodzajem specjacji, która występuje ze względu na geograficzną izolację między biologicznymi populacjami tego samego gatunku. „Alopatric” wywodzi się z greki allos co oznacza „oddzielne” i patris co oznacza „kraj”.

Podczas tej specjacji populacja jest podzielona przez pewną barierę geograficzną. Dla organizmów lądowych ta bariera może być pasmem górskim lub rzeką. Natomiast masa lądu byłaby barierą geograficzną dla populacji organizmów wodnych.

Z upływem czasu osobniki populacji po każdej stronie bariery różnią się. Niektóre z tych różnic mogą być odzwierciedlone w biologii reprodukcyjnej gatunku, więc gdy obie populacje powrócą po usunięciu bariery, nie mogą już się krzyżować. Następnie rozważane są osobne gatunki.

Specjacja allopatyczna może wystąpić nawet wtedy, gdy bariera jest trochę „porowata”, to znaczy, nawet jeśli niektóre osoby mogą przekroczyć barierę, aby połączyć się z członkami drugiej grupy.

Aby specjacja została uznana za „allopatyczną”, przepływ genów między przyszłymi gatunkami musi być znacznie zredukowany, ale nie musi być całkowicie zredukowany do zera.

Specjacja jest stopniowym procesem, w którym populacje ewoluują w różnych gatunkach. Sam gatunek jest definiowany jako populacja, której osobniki mogą się krzyżować.

Zatem podczas specjacji członkowie populacji tworzą dwie lub więcej odrębnych populacji, które nie mogą się już rozmnażać.

Indeks

  • 1 kroki specjacji allopatycznej
    • 1.1 Zmiana geograficzna
    • 1.2 Mutacje genetyczne
    • 1.3 Zróżnicowanie populacji
  • 2 Przykłady
    • 2.1 Mucha owoców
    • 2.2 Wiewiórka Kaibab
    • 2.3 Króliki z Porto Santo
  • 3 referencje

Kroki specjacji allopatycznej

Zmiana geograficzna

W pierwszym kroku zmiana geograficzna dzieli członków populacji na więcej niż jedną grupę. Takie zmiany mogą obejmować utworzenie nowego pasma górskiego lub nowej drogi wodnej, lub na przykład rozwój nowych kanionów.

Działalność człowieka, taka jak inżynieria lądowa, rolnictwo i zanieczyszczenie środowiska, może mieć wpływ na środowiska nadające się do zamieszkania i powodować migrację niektórych członków populacji.

Mutacje genetyczne

Występują różne mutacje genetyczne i gromadzą się w różnych populacjach w czasie. Różne warianty genów mogą prowadzić do różnych cech między dwiema populacjami.

Zróżnicowanie populacji

Populacje stają się tak różne, że członkowie każdej populacji nie mogą już rozmnażać się i opuszczać płodnego potomstwa, nawet jeśli są ponownie w tym samym siedlisku w tym samym czasie. Jeśli tak jest, wystąpiła specjacja allopatyczna.

Przykłady

Owocowa mucha

Typowy przykład specjacji obserwuje się w eksperymencie z muszkami owocowymi, w którym populacja celowo dzieli się na dwie grupy i każda otrzymuje inną dietę.

Po wielu pokoleniach muchy wyglądały inaczej i wolały kojarzyć się z muchami własnej grupy. Jeśli te dwie populacje nadal będą się rozbiegać przez długi czas, mogą stać się dwoma różnymi gatunkami dzięki specjacji allopatycznej.

Wiewiórka Kaibab

Około 10 000 lat temu, kiedy południowo-zachodnie Stany Zjednoczone były mniej suche, lasy w okolicy wspierały populację wiewiórek drzewnych z kępkami włosów, które wyrastały z ich uszu..

Niewielka populacja wiewiórek drzewnych mieszkających na płaskowyżu Kaibab Wielkiego Kanionu została odizolowana geograficznie, gdy pogoda się zmieniła, powodując, że obszary na północy, zachodzie i wschodzie stały się pustynią.

Zaledwie kilka kilometrów na południe mieszkała reszta wiewiórek, znanych jako wiewiórki Abert (Sciurus aberti), ale dwie grupy zostały rozdzielone Wielkim Kanionem. Wraz ze zmianami w czasie, zarówno pod względem wyglądu, jak i ekologii, wiewiórka Kaibab (Sciurus kaibabensis) jest na drodze do zostania nowym gatunkiem.

Podczas swojej wieloletniej izolacji geograficznej niewielka populacja wiewiórek Kaibab została oddzielona od szeroko rozpowszechnionych wiewiórek Abert na różne sposoby.

Być może najbardziej oczywistymi zmianami są zmiany koloru skóry. Wiewiórka Kaibab ma teraz biały ogon i szary brzuch, w przeciwieństwie do szarego ogona i białego brzucha wiewiórki Abert.

Biolodzy uważają, że te niesamowite zmiany powstały w wiewiórkach Kaibab w wyniku ewolucyjnego procesu zwanego dryfowaniem genów. Niektórzy naukowcy uważają, że wiewiórka Kaibab i wiewiórka Abert to różne populacje tego samego gatunku (S. aberti).

Ponieważ jednak wiewiórki Kaibab i Abert są izolowane reprodukcyjnie od siebie, niektórzy naukowcy sklasyfikowali wiewiórkę Kaibab jako inny gatunek (S. kaibabensis).

Króliki z Porto Santo

Specjacja allopatryczna może potencjalnie wystąpić dość szybko. W Porto Santo, małej wyspie u wybrzeży Portugalii, zwolniono populację królików. Ponieważ na wyspie nie było innych królików, konkurentów ani drapieżników, króliki prosperowały.

W XIX wieku króliki te znacznie różniły się od swoich europejskich przodków. Były tylko o połowę mniejsze (ważyły ​​nieco ponad 500 g), o innym wzorze kolorystycznym i bardziej nocnym stylu życia.

Najważniejsze jest to, że próby hodowania królików z Porto Santo z królikami z Europy kontynentalnej nie powiodły się. Wielu biologów doszło do wniosku, że w ciągu 400 lat, niezwykle krótkiego okresu w historii ewolucji, na wyspie wyewoluował nowy gatunek królika.

Nie wszyscy biolodzy zgadzają się, że królik Porto Santo jest nowym gatunkiem. Sprzeciw pochodzi z nowszego eksperymentu hodowlanego i wynika z braku konsensusu w sprawie definicji gatunku.

W eksperymencie przybrane matki dzikiego królika śródziemnomorskiego hodowały nowonarodzone króliki z Porto Santo. Kiedy osiągnęły wiek dorosłości, te króliki Porto Santo z powodzeniem łączą się z królikami śródziemnomorskimi, aby wyprodukować zdrowe i płodne potomstwo.

W przypadku niektórych biologów eksperyment ten wyraźnie pokazuje, że króliki Porto Santo nie są osobnym gatunkiem, ale podgatunkiem, który jest częścią klasyfikacji gatunku. Biolodzy uważają króliki Porto Santo za przykład specjacji w toku (podobnie jak wiewiórki Kaibab).

Inni biolodzy uważają, że królik Porto Santo jest odrębnym gatunkiem, ponieważ nie krzyżuje się z innymi królikami w warunkach naturalne.

Zauważają, że eksperyment hodowlany zakończył się sukcesem dopiero po wychowaniu małych królików Porto Santo w warunkach sztuczny, to prawdopodobnie zmodyfikowało ich naturalne zachowanie.

Referencje

  1. Specjacja allopatyczna: wielki podział. Źródło: berkeley.edu/evolibrary/article/_0/speciationmodes_02
  2. Brooks, D. & McLennan, D. (2012). Natura różnorodności: ewolucyjna podróż odkrycia (Pierwsze wydanie). University of Chicago Press.
  3. Givnish, T. & Sytsma, K. (2000). Ewolucja molekularna i promieniowanie adaptacyjne (Pierwsze wydanie). Cambridge University Press.
  4. Kaneko, K. (2006). Życie: wprowadzenie do biologii systemów złożonych (Ed. II). Springer.
  5. Rittner, D. i McCabe, T. (2004). Encyklopedia biologii. Fakty dotyczące pliku.
  6. Russell, P. (2007). Biologia: dynamiczna nauka (Pierwsze wydanie). Nauka Cengage.
  7. Solomon, E., Berg, L. i Martin, D. (2004). Biologia (7 wyd.) Cengage Learning.
  8. Tilmon, K. (2008). Specjalizacja, specjacja i promieniowanie: biologia ewolucyjna owadów roślinożernych (Pierwsze wydanie). Univerisity of California Press.
  9. White, T., Adams, W. & Neale, D. (2007). Genetyka leśna (Pierwsze wydanie). CABI.