Hvad er parapatrisk speciering? (Med eksempler)

3124
Robert Johnston

Det parapatrisk speciering foreslår fremkomsten af ​​nye arter fra reproduktiv isolering af to underpopulationer, der findes side om side. Det er en af ​​de tre grundlæggende modeller for speciering og er i overensstemmelse med en "mellemliggende" tilstand mellem allopatriske og sympatriske modeller..

Denne teori indebærer speciering i populationer fordelt i sammenhængende områder, og at der er en moderat strøm af gener mellem begge regioner. Da der er en vis grad af isolation mellem de to underpopulationer, kan hver af disse øge niveauerne af genetisk uafhængighed.

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

Over tid kan arter udvikle reproduktive isoleringsmekanismer, og specieringsprocessen vil være afsluttet.

Artikelindeks

  • 1 Speciering: dannelse af nye arter
    • 1.1 Specifikationsmodeller
  • 2 Parapatrisk specieringsmodel
    • 2.1 Klinamodel
    • 2.2 Spændingszone
    • 2.3 Bevis
  • 3 eksempler
    • 3.1 Speciering i græsset af arten Anthoxanthum odoratum
    • 3.2 Krager af arten Corvus corone og C. cornix
  • 4 Referencer

Speciering: dannelse af nye arter

Ofte begynder ethvert diskussionsemne inden for evolutionær biologi med bidrag fra den berømte britiske naturforsker Charles Darwin..

I hans mesterværk, Arternes oprindelse, Darwin foreslår mekanismen for naturlig udvælgelse og postulerer - blandt andet - hvordan nye arter kan dannes ved den gradvise virkning af denne mekanisme over lange perioder..

Men hvad er en art? Dette spørgsmål har været til stor undersøgelse og kontrovers for biologer. Selvom der er snesevis af definitioner, er det mest anvendte og accepterede begreb det biologiske begreb af arter, formuleret af Ernst Mayr.

For Mayr er en art defineret som: "grupper af interbreeding naturlige populationer, der er reproduktivt isoleret fra andre grupper." Et kritisk punkt i denne definition er den reproduktive isolation mellem de grupper, som vi kalder arter.

På denne måde dannes en ny art, når individer, der tilhører to divergerende populationer, ikke genkender hinanden som potentielle hjælpere..

Specieringsmodeller

Afhængigt af den geografiske kontekst, hvor speciering forekommer, bruger forfatterne et klassificeringssystem, der inkluderer tre hovedmodeller: allopatrisk, sympatrisk og parapatrisk..

Hvis oprindelsen til den nye art involverer total geografisk isolation (på grund af fremkomsten af ​​en geografisk barriere, såsom en flod eller et bjerg), er speciering allopatrisk. Hvis arten dannes i det samme geografiske område uden nogen adskillelse, er det sympatisk speciering.

En mellemmodel er parapatrisk speciering, hvor nye arter opstår i kontinuerlige geografiske regioner. Vi beskriver denne mellemliggende model i detaljer nedenfor..

Det er vigtigt at nævne, at forskellen mellem de tre former for speciering muligvis ikke er klar, og de overlapper hinanden..

Parapatrisk specieringsmodel

I parapatrisk speciering forekommer delingen af ​​to biologiske "underpopulationer", der er placeret ved siden af ​​hinanden uden nogen geografisk barriere, der forhindrer strømmen af ​​gener mellem de to demoer (en "demo" er et andet udtryk, der er meget brugt i litteraturen til henvisning til populationer).

Parapatrisk speciering kan forekomme på følgende måde: oprindeligt er en population fordelt homogent i et bestemt geografisk område. Over tid udvikler arten et mønster af "clina".

Denne klinamodel blev foreslået af Fisher i 1930. Selvom det er den traditionelle model, er der andre forslag - såsom speciering "trædesten"

Clinal model

En klin er en fænotypisk gradient, der forekommer hos den samme art - for eksempel med hensyn til kropsstørrelse: individer spænder fra store til små størrelser.

Clina's oprindelse kan forekomme ved en brat geografisk ændring. Takket være ændringen formår nogle former at tilpasse sig forholdene på den ene side, mens den resterende befolkning tilpasser sig den anden side..

Mellem hver af grænserne ville der dannes en hybridzone, hvor medlemmerne af hver side af den nye geografiske gradient kommer i kontakt, og der er genstrøm mellem begge underpopulationer. Men nu kan arten på hver "side" genkendes som separate enheder..

Disse to former kan modtage forskellige taksonomiske navne og kan klassificeres som racer eller som underarter.

Spændingszone

Der kan dannes en spændingszone i hybridzonen, hvilket favoriserer specieringsprocessen. I dette område er dannelsen af ​​hybrider ugunstig - dvs. hybrider har en biologisk egnethedmindre end forældre arter.

Antag at et individ er homozygotisk dominerende for et bestemt træk (AA) og er tilpasset den ene side af det geografiske område. På den anden side er homozygote recessive individer (aa), tilpasset regionen.

Hvis der opstår et kryds i hybridzonen mellem de to "racer" eller "underarter" og hybrid mellem begge (i dette tilfælde den heterozygote Aa) har en lavere biologisk egnethed eller fitness, det er en zone med spænding. Ifølge empiriske beviser falder næsten alle kendte hybridzoner inden for definitionen af ​​spændingszone.

Naturlig udvælgelse vil således favorisere selektiv parring mellem hver af de varianter, der lever i kontinuerlige geografiske regioner. Det vil sige, at de til venstre reproducerer hinanden, og det samme vil ske på højre side.

Beviser

Selvom de teoretiske baser for parapatrisk speciering gør det til en mulig og attraktiv model, er beviset relativt lille og ikke afgørende..

Der er ikke nok bevis til at illustrere hvert trin i processen. Modellen er dog ikke helt udelukket, og det kan ske i visse tilfælde.

Eksempler

Speciering i artenes græs Anthoxanthum odoratum

Græs Anthoxanthum odoratum tilhører Poaceae-familien, repræsenterer et meget illustrativt eksempel på parapatrisk speciering.

Nogle af disse planter lever i områder, hvor jorden er forurenet med en række tungmetaller. På denne måde er det kun varianterne af græsset, der er i stand til at tolerere forurening, der kan vokse i disse regioner..

I modsætning hertil har naboplanter, der ikke lever i forurenet jord, ikke gennemgået en udvælgelsesproces mod tolerance over for tungmetaller..

De tolerante og ikke-tolerante former er tæt nok til at befrugte hinanden (et krav for, at specieringsprocessen betragtes som parapatrisk). Imidlertid har begge grupper udviklet forskellige blomstringstider og etableret en midlertidig barriere for genstrømning..

Ravens af arten Corvus corone Y C. cornix

Disse to arter af krager er fordelt over hele Europa og er et klassisk eksempel på en hybridzone. C. corvix det ligger længere mod øst, mens dets ledsager ligger mod vest med et mødested for begge arter i Centraleuropa.

Selvom hver art har sine egne fænotypiske egenskaber, kan de i det område, hvor de krydser, producere hybrider. Krydsning er et tegn på, at specieringsprocessen mellem de to ravne endnu ikke er afsluttet, og den reproduktive isolation ikke er fuldt etableret..

Referencer

  1. Dieckmann, U., Doebeli, M., Metz, J. A., & Tautz, D. (red.). (2004). Adaptiv speciering. Cambridge University Press.
  2. Gavrilets, S. (2004). Fitnesslandskaber og arternes oprindelse. Princeton University Press.
  3. Inoue-Murayama, M., Kawamura, S., & Weiss, A. (2011). Fra gener til dyrs adfærd. Springer.
  4. Pincheira, D. (2012). Udvælgelse og adaptiv udvikling: teoretiske og empiriske fundamenter fra firben. UC-udgaver.
  5. Safran, R. J., & Nosil, P. (2012). Speciering: oprindelsen af ​​nye arter. Naturundervisning Viden3(10), 17.

Endnu ingen kommentarer