Czym jest specjacja parapatrica? (Z przykładami)

The specjacja parapatrica proponuje pojawienie się nowych gatunków z reprodukcyjnej izolacji dwóch subpopulacji, które są obok siebie. Jest to jeden z trzech podstawowych modeli specjacji i dostosowuje się do stanu „pośredniego” między modelami allopatycznymi i sympatycznymi.

Teoria ta zakłada specjację w populacjach rozmieszczonych w przyległych obszarach i że istnieje umiarkowany przepływ genów między oboma regionami. Kiedy istnieje pewien stopień izolacji między dwiema subpopulacjami, każda z nich może zwiększyć poziom niezależności genetycznej.

Z czasem gatunki mogą rozwijać mechanizmy izolacji reprodukcyjnej i proces specjacji zostanie zakończony.

Indeks

• 1 Specjacja: tworzenie nowych gatunków
  • 1.1 Modele specjacji
• 2 Model specjacji parapatrycznej
  • 2.1 Model Clinal
  • 2.2 Strefa napięcia
  • 2.3 Dowody
• 3 Przykłady
  • 3.1 Specjacja w trawie gatunku Anthoxanthum odoratum
  • 3.2 Wrony z gatunku Corvus corone i C. cornix
• 4 odniesienia

Specjacja: tworzenie nowych gatunków

Powszechne jest, że każdy temat dyskusji w biologii ewolucyjnej zaczyna się od wkładu słynnego brytyjskiego przyrodnika Karola Darwina.

W swoim arcydziele, Pochodzenie gatunku, Darwin proponuje mechanizm doboru naturalnego i postuluje - między innymi - w jaki sposób nowe gatunki mogą być tworzone przez stopniowe działanie tego mechanizmu, przez długi okres czasu.

Ale czym jest gatunek? To pytanie było wielkim badaniem i kontrowersjami dla biologów. Chociaż istnieją dziesiątki definicji, najczęściej stosowaną i akceptowaną koncepcją jest biologiczna koncepcja gatunku, sformułowana przez Ernsta Mayra.

Dla Mayra gatunek definiuje się jako: „grupy naturalnych krzyżujących się populacji, w których stwierdzono, że są reprodukcyjnie izolowane od innych grup.” Punktem krytycznym w tej definicji jest izolacja reprodukcyjna między grupami, które nazywamy gatunkami..

W ten sposób powstaje nowy gatunek, gdy jednostki należące do dwóch rozbieżnych populacji nie rozpoznają się jako potencjalni partnerzy..

Modele specjacji

W zależności od kontekstu geograficznego, w którym występuje specjacja, autorzy używają systemu klasyfikacji, który obejmuje trzy główne modele: specjacja allopatyczna, sympatyczna i parapatrialna.

Jeśli pochodzenie nowego gatunku wiąże się z całkowitą izolacją geograficzną (z powodu pojawienia się bariery geograficznej, takiej jak rzeka lub góra), specjacja jest allopatryczna. Jeśli gatunek powstaje na tym samym obszarze geograficznym bez żadnego oddzielenia, jest to specjacja sympatyczna.

Model pośredni to specjacja parapatrialna, w której nowe gatunki powstają w ciągłych regionach geograficznych. Następnie opiszemy szczegółowo ten model pośredni.

Ważne jest, aby wspomnieć, że rozróżnienie między trzema rodzajami specjacji może nie być jasne i nakładać się na siebie.

Model specjacji parapatrycznej

W specjacji parapatrycznej występuje podział dwóch „subpopulacji” biologicznych, które są zlokalizowane obok siebie, bez żadnej bariery geograficznej, która uniemożliwia przepływ genów między obydwoma demami („demo” jest kolejnym terminem szeroko stosowanym w literaturze dla odnoszą się do populacji).

Specjacja parapatrialna może wystąpić w następujący sposób: początkowo populacja jest jednorodnie rozmieszczona na określonym obszarze geograficznym. Z upływem czasu gatunek ewoluuje w „klina”.

Ten klinalny model został zaproponowany przez Fishera w 1930 r. Chociaż jest to model tradycyjny, istnieją inne propozycje - takie jak specjacja ”kamień milowy„

Model Clinal

Klina jest gradientem fenotypowym występującym u tych samych gatunków - na przykład pod względem wielkości ciała: osobniki są rozmieszczone od dużych rozmiarów do małych rozmiarów.

Pochodzenie kliny może wystąpić z powodu nagłej zmiany geograficznej. Dzięki tej zmianie niektórym formom udaje się dostosować do warunków po jednej stronie, podczas gdy pozostała populacja dostosowuje się do drugiej strony.

Pomiędzy każdą z granic zostanie utworzona strefa hybrydowa, w której członkowie każdej ze stron nowego gradientu geograficznego wchodzą w kontakt i istnieje przepływ genów między obiema subpopulacjami. Jednak teraz gatunki każdej „strony” można uznać za odrębne jednostki.

Te dwie formy mogą otrzymywać różne nazwy taksonomiczne, mogą być klasyfikowane jako rasy lub podgatunki.

Strefa napięcia

Strefa napięcia może powstać w strefie hybrydowej, co sprzyja procesowi specjacji. W tej dziedzinie tworzenie hybryd jest niekorzystne - to znaczy hybrydy mają sprawność biologicznąmniejszy niż gatunek rodzicielski.

Przypuśćmy, że jednostka jest homozygotyczna dominująca dla pewnej cechy (AA) i jest dostosowany do jednej strony obszaru geograficznego. Z drugiej strony homozygotyczne recesywne osoby (aa), dostosowane do tego regionu.

Jeśli krzyżowanie występuje w strefie hybrydowej między dwoma „rasami” lub „podgatunkami” i hybrydą między nimi (w tym przypadku heterozygota Aa) ma niższą sprawność biologiczną lub fitness, To strefa napięcia. Według dowodów empirycznych prawie wszystkie znane strefy hybrydowe mieszczą się w definicji strefy naprężenia.

Zatem dobór naturalny będzie sprzyjał selektywnemu łączeniu między każdym z wariantów żyjących w ciągłych regionach geograficznych. Oznacza to, że te po lewej stronie będą się odtwarzać, a to samo stanie się po prawej stronie.

Dowody

Chociaż teoretyczne podstawy specjacji parapatrycznej sprawiają, że jest to możliwy i atrakcyjny model, dowody są stosunkowo małe i nie są rozstrzygające.

Nie ma wystarczających dowodów, aby zilustrować każdy etap procesu. Jednak model nie jest całkowicie odrzucony i może się zdarzyć w niektórych przypadkach.

Przykłady

Specjacja na trawie gatunku Anthoxanthum odoratum

Trawa Anthoxanthum odoratum należący do rodziny Poaceae, stanowi bardzo ilustrujący przykład specjacji parapatrialnej.

Niektóre z tych roślin żyją na obszarach, na których gleba jest zanieczyszczona różnymi metalami ciężkimi. W ten sposób tylko te odmiany trawy, które są w stanie tolerować zanieczyszczenie, mogą wierzyć w te regiony.

Natomiast sąsiednie rośliny, które nie żyją na zanieczyszczonych glebach, nie przeszły procesu selekcji w kierunku tolerancji na metale ciężkie.

Tolerancyjne i nietolerancyjne formy są wystarczająco blisko, aby nawozić się nawzajem (wymóg uznania procesu specjacji za parapatric). Jednak obie grupy rozwinęły różne czasy kwitnienia, ustanawiając tymczasową barierę dla przepływu genów.

Wrony gatunku Corvus corone i C. cornix

Te dwa gatunki kruków są rozmieszczone w całej Europie i są klasycznym przykładem strefy hybrydowej. C. corvix znajduje się dalej na wschód, podczas gdy jego towarzysz znajduje się na zachodzie, z miejscem spotkania obu gatunków w Europie Środkowej.

Chociaż każdy gatunek ma swoje własne cechy fenotypowe, w obszarze, w którym krzyżują się, mogą wytwarzać hybrydy. W krzyżowaniu jest znak, że proces specjacji między dwoma wronami nie został jeszcze zakończony i izolacja reprodukcyjna nie jest w pełni ustalona.

Referencje

1. Dieckmann, U., Doebeli, M., Metz, J. A., i Tautz, D. (Red.). (2004). Specjacja adaptacyjna. Cambridge University Press.
2. Gavrilets, S. (2004). Krajobrazy fitness i pochodzenie gatunków. Princeton University Press.
3. Inoue-Murayama, M., Kawamura, S. i Weiss, A. (2011). Od genów po zachowanie zwierząt. Springer.
4. Pincheira, D. (2012). Selekcja i ewolucja adaptacyjna: podstawy teoretyczne i empiryczne z perspektywy jaszczurek. Edycje UC.
5. Safran, R. J., i Nosil, P. (2012). Specjacja: pochodzenie nowych gatunków. Wiedza o edukacji przyrodniczej, 3(10), 17.