Alopatrická speciace: co to je, typy, vlastnosti a příklady

Z biologického hlediska je druh definován jako skupina přirozených populací, jejichž členové se mohou rozmnožovat. mezi sebou a produkují plodné potomstvo, ale nemohou tak činit za normálních okolností s populacemi jiných druhů odlišný.

Centrální osou druhu je reprodukční jednotka: pokud ze dvou jedinců vznikne plodné potomstvo, můžeme potvrdit, že oba rodiče jsou zahrnuti do stejného druhu (až na několik výjimek).

Dosud lidé kategorizovali přibližně 1,3 milionu druhů živých bytostí, přičemž v roce 2018 bylo objeveno celkem 229 nových. Z taxonomického hlediska máme před sebou ještě dlouhou cestu, protože se odhaduje, že 86 % živých bytostí na souši a 91 % mořských bytostí zůstává vědě neznámých.

Tato přemrštěná čísla nás nutí položit si následující otázku: jak vzniklo tolik druhů během evoluční historie? Dnes vám přinášíme částečnou odpověď na tuto otázku, jelikož mluvíme o speciaci, se zaměřením na její alopatrickou variantu. Tak zůstaňte s námi proces alopatrické speciace Je přinejmenším fascinující a také vysvětluje část biologické variability přítomné na Zemi. V následujících řádcích popisujeme část zázraku života, o kterém se říká brzy.

• Související článek: "Teorie biologické evoluce: co to je a co vysvětluje"

Co je to speciace?

Definovat pojem alopatrické speciace, aniž bychom jej nejprve zahrnuli do deštníku obecnosti, je jako začít stavět dům od střechy. Začneme proto tím, že to řekneme Speciace je proces, při kterém z určité populace druhu vznikne nová, která nemůže vyměnit své geny s původní populací..

Je to mechanismus, který podporuje vznik nových evolučních linií a to po celou dobu 3,8 miliardy let v akci nám dalo tisíce a tisíce druhů ve všech královstvích bytostí naživu. Strom života a jeho rozvětvení je tedy produktem diferenciace a izolace mezi zvířaty a jinými taxony.

Podle Ernsta Mayra (renomovaného současného biologa a taxonoma) druhy vznikají dvěma různými způsoby:

• Fyletická evoluce: když se druh E1 v průběhu času transformuje na druh E2 v důsledku akumulace změn v jeho genech.
• Evoluce kladogenezí: druh E1 vytváří jeden nebo více druhů e2, e3, e4 nebo eX prostřednictvím procesu populační divergence.

Je to druhý bod, evoluce kladogenezí, která nás dnes zajímá. Na druhé straně lze rozlišovat různé typy speciace. Níže vám to stručně prozradíme:

• Hybridizací: reprodukční křížení mezi dvěma druhy vede ke vzniku nového, reprodukčně izolovaného od rodičů. Běžné u rostlin.
• Okamžitou divergenci: polyploidie a chromozomální. Nebudeme se zabývat jejími zvláštnostmi z důvodu terminologické složitosti.
• Postupnou divergenci: alopatrická, peripatrická, sympatrická, kvantová a parapatrická speciace.

Může být závratné znát tolik pojmů v jeden okamžik, ale nebojte se, protože vše bude jasnější na následujících řádcích. Obecnou myšlenkou je, že proces speciace není způsoben pouze geografickou izolací mezi populacemi zvířat v velmi dlouhou dobu, protože genetické a behaviorální bariéry a hybridizace také hrají zásadní roli, mezi mnoha dalšími věci.

• Mohlo by vás zajímat: „Rozdíly mezi kladem, taxonem a monofyletickou skupinou“

Co je to alopatrická speciace?

Bez dalších okolků definujeme alopatrickou speciaci jako které vytváří geografická bariéra, která brání toku genů mezi dvěma populacemi. Je to jev, který je pro organismus vnější, protože to nejsou jeho počáteční adaptace, ani jeho chování, ani jiné vnitřní faktory, které podporují speciaci. Jednoduše vzniká nepřekonatelná bariéra, která rozděluje populační jádro na dvě nebo více, které živé bytosti nemohou překonat.

Z tohoto důvodu jsou allopatrie a geografická izolace zaměnitelné pojmy. Mechanismus působení tohoto procesu evoluční diferenciace vám ukážeme na jednoduchém příkladu.

Praktický příklad: brouci a řeky

Představte si, že v populaci brouků s velkým domovským areálem vidí svůj domovský areál rozpůlený řekou. Část populace zůstane na jedné straně přívalu vody, zatímco druhá bude izolována zcela od původního tím, že tito bezobratlí nemají adaptivní mechanismy k plavání vodou a překročit řeku.

V nejtypičtějším modelu alopatrické speciace bude každá ze „stran“ řeky představovat jiné nároky.. V průběhu generací tak bude přirozený výběr v každé z populačních skupin působit odlišně, výběr různých mutací, které maximalizují pravděpodobnost přežití druhu v novém výklenku vytvořeném v každé z nich pouzdro. Nakonec budou adaptivní změny mezi jedinci mezi těmito dvěma populacemi tak odlišné, že reprodukce nebude možná.

A teď si představte, že řeka zmizí. Populace na východní straně má vyvinutá křídla, aby unikla řadě nebezpečných predátorů, což přirozeně způsobilo změnu struktury těla jedinců.

Na druhé straně západní populace prošla významnými morfologickými změnami v končetinách předchozí tisíce let odloučení, protože jejich jediným zdrojem potravy bylo podzemí. Genetická divergence je taková, že i když se tyto dvě populace znovu setkají, už se nemohou navzájem reprodukovat. Bingo: máme dva různé druhy, kde předtím byl jen jeden.

Je třeba poznamenat, že se jedná o „typický knižní“ příklad, protože ve skutečnosti může existovat geografická bariéra určitá pórovitost a někteří jedinci populací se mohou vzájemně reprodukovat v průběhu let. let. Důležité je, že tok genů se značně omezí, ale nemusí úplně zmizet.

Typy alopatrické speciace

Jakmile se termín objasní na více než viditelném příkladu (nebo tak doufáme), můžeme tento prostor uzavřít vysvětlením, že existují dva hlavní typy alopatrické speciace. Jedná se o následující.

1. Vikariánská nebo dikopatrická alopatrická speciace

Tento model platí když se druh rozdělí na dvě velké populace, například tektonickým pohybem desek, které oddělují dva kontinenty. Máme co do činění s mechanismem „ve velkém měřítku“, který umožňuje přirozenému výběru působit mezi dvěma oddělenými populacemi různými způsoby.

2. peripatriční alopatrická speciace

Tento model zahrnuje oddělení malé populace od mnohem větší. Někteří odborníci tvrdí, že mezi peripatrickými a dikopatrickými modely není žádný rozdíl, ale ti, kteří je považují za dvě entity Samostatní autoři tvrdí, že selekční síly se mezi malými a velkými populacemi liší, což je důvod, proč tomu tak skutečně je odlišný.

Například malá populace nepodléhá pouze selekčním tlakům a přirozenému výběru. Snížený počet jedinců podporuje působení genetického driftu, tedy kolísání genů v populaci v důsledku náhody.

Když obnovíme myšlenkový pochod z předchozího případu, řekněme, že se oddělí 10 brouků na jedné straně řeky a 300 na druhé. Ukazuje se, že ⅓ z nich jsou obecně bílé a zbytek je zelený. Pokud náhodou velký savec šlápne na 3 bílé brouky v malé populaci, může být bílý genotyp navždy ztracen.

Mezitím, pokud toto bezradné zvíře nechtěně zabije 3 bílé brouky jedním krokem ve velké populaci, stále existuje dalších 97 nositelů „bílého“ genu. Výběrové síly by tedy byly v obou jádrech zcela odlišné a menší by vždy trpělo více účinky nahodilosti prostředí.

souhrn

Jak jste viděli, alopatrická speciace je fascinující proces, který Je charakterizována diferenciací dvou nebo více populací druhu v důsledku geografické bariéry, která znemožňuje správný tok genů..

To však neznamená, že všechny rozštěpené populace povedou k novým druhům. Pokud by se oddělilo 10 brouků ze skupiny 300, zcela jistě a na papíře by nová populace nakonec zmizela kvůli predaci nebo nedostatku zdrojů, aniž by to vyvolalo proces kladogeneze.

Kromě toho byla alopatrická speciace po dlouhou dobu považována za nejdůležitější ze všech, protože co je silnější než nepřekonatelná fyzická bariéra? Pokroky ve studiu a využití genetiky ukázaly, že tento předpoklad je nepravdivý: sympatrická speciace, která se vyskytuje bez geografické izolace, je mnohem běžnější. Budete si muset počkat na budoucí příležitosti, abychom vám vysvětlili tento koncept, bezpochyby stejně fascinující jako ten, který je zde vyprávěn.

Bibliografické odkazy:

• Speciace, bioinformatica.uab.cat.
• Speciation, Complutense University of Madrid.
• Alopatrická speciace, Nepochopitelný vývoj. University of Berkeley.