Αλλοπατρική ειδογένεση: τι είναι, τύποι, χαρακτηριστικά και παραδείγματα

Από βιολογική άποψη, ως είδος ορίζεται μια ομάδα φυσικών πληθυσμών των οποίων τα μέλη μπορούν να αναπαραχθούν. μεταξύ τους και παράγουν γόνιμους απογόνους, αλλά δεν μπορούν να το κάνουν υπό κανονικές συνθήκες με πληθυσμούς άλλων ειδών διαφορετικός.

Ο κεντρικός άξονας του είδους είναι η αναπαραγωγική μονάδα: εάν δύο άτομα γεννούν γόνιμο απόγονο, μπορούμε να βεβαιώσουμε ότι και οι δύο γονείς περιλαμβάνονται στο ίδιο είδος (με λίγες εξαιρέσεις).

Μέχρι στιγμής, οι άνθρωποι έχουν κατηγοριοποιήσει περίπου 1,3 εκατομμύρια είδη έμβιων όντων, με συνολικά 229 νέα που ανακαλύφθηκαν το 2018. Έχουμε ακόμη πολύ δρόμο να διανύσουμε ταξινομικά, αφού υπολογίζεται ότι το 86% των ζωντανών όντων στη στεριά και το 91% των θαλάσσιων όντων παραμένουν άγνωστα στην επιστήμη.

Αυτά τα υπέρογκα στοιχεία μας κάνουν να αναρωτηθούμε το εξής ερώτημα: πώς προέκυψαν τόσα πολλά είδη σε όλη την εξελικτική ιστορία; Σήμερα σας φέρνουμε μια μερική απάντηση σε αυτό το ερώτημα, μιας και μιλάμε για ειδογένεση, εστιάζοντας στην αλλοπατρική παραλλαγή της. Μείνετε λοιπόν μαζί μας

η διαδικασία της αλλοπατρικής ειδογένεσης Είναι τουλάχιστον συναρπαστικό και εξηγεί επίσης μέρος της βιολογικής μεταβλητότητας που υπάρχει στη Γη. Στις παρακάτω γραμμές περιγράφουμε μέρος του θαύματος της ζωής, που λέγεται σύντομα.

• Σχετικό άρθρο: «Η θεωρία της βιολογικής εξέλιξης: τι είναι και τι εξηγεί»

Τι είναι η ειδογένεση;

Ο ορισμός της έννοιας της αλλοπατρικής ειδογένεσης χωρίς πρώτα να την εντάξεις στην ομπρέλα της γενικότητας είναι σαν να ξεκινάς να χτίζεις ένα σπίτι από την οροφή. Επομένως, θα ξεκινήσουμε λέγοντας αυτό Η ειδοποίηση είναι μια διαδικασία κατά την οποία ένας συγκεκριμένος πληθυσμός ενός είδους δημιουργεί ένα νέο που δεν μπορεί να ανταλλάξει τα γονίδιά του με τον αρχικό πληθυσμό..

Είναι ένας μηχανισμός που προωθεί την εμφάνιση νέων εξελικτικών γραμμών και αυτό, σε όλη τη διάρκεια 3,8 δισεκατομμύρια χρόνια σε δράση, μας έχουν δώσει χιλιάδες και χιλιάδες είδη σε όλα τα βασίλεια των όντων ζωντανός. Το δέντρο της ζωής και οι διακλαδώσεις του, επομένως, είναι το προϊόν της διαφοροποίησης και της απομόνωσης μεταξύ των ζώων και των άλλων ταξινομικών ειδών.

Σύμφωνα με τον Ernst Mayr (διάσημο σύγχρονο βιολόγο και ταξινομολόγο) τα είδη προέρχονται με δύο διαφορετικούς τρόπους:

• Φυλική εξέλιξη: όταν ένα είδος Ε1 μετασχηματίζεται σε είδος Ε2 με την πάροδο του χρόνου ως συνέπεια της συσσώρευσης αλλαγών στα γονίδιά του.
• Εξέλιξη με κλαδογένεση: ένα είδος Ε1 δημιουργεί ένα ή περισσότερα είδη e2, e3, e4 ή eX μέσω μιας διαδικασίας πληθυσμιακής απόκλισης.

Είναι το δεύτερο σημείο, η εξέλιξη μέσω κλαδογένεσης, που μας ενδιαφέρει σήμερα. Με τη σειρά τους, μπορούν να διακριθούν διαφορετικοί τύποι ειδών. Θα σας πούμε εν συντομία παρακάτω:

• Με υβριδισμό: η αναπαραγωγική διασταύρωση μεταξύ δύο ειδών καταλήγει να δημιουργεί ένα νέο αναπαραγωγικά απομονωμένο από τους γονείς. Κοινό στα φυτά.
• Με στιγμιαία απόκλιση: πολυπλοειδία και χρωμοσωμική. Δεν πρόκειται να σταθούμε στις ιδιαιτερότητές του λόγω ορολογικής πολυπλοκότητας.
• Με σταδιακή απόκλιση: αλλοπατρική, περιπατρική, συμπατρική, κβαντική και παραπατρική ειδογένεση.

Μπορεί να είναι ζαλιστικό να γνωρίζεις τόσους πολλούς όρους σε μια στιγμή, αλλά μην ανησυχείς, γιατί όλα θα είναι πιο ξεκάθαρα στις παρακάτω γραμμές. Η γενική ιδέα είναι ότι η διαδικασία ειδογένεσης δεν παράγεται μόνο από τη γεωγραφική απομόνωση μεταξύ των ζωικών πληθυσμών πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα, καθώς τα γενετικά και συμπεριφορικά εμπόδια και οι υβριδισμοί παίζουν επίσης ουσιαστικούς ρόλους, μεταξύ πολλών άλλων πράγματα.

• Μπορεί να σας ενδιαφέρει: "Οι διαφορές μεταξύ clade, taxon και μονοφυλετικής ομάδας"

Τι είναι η αλλοπατρική ειδογένεση;

Χωρίς περαιτέρω καθυστέρηση ορίζουμε την αλλοπατρική ειδογένεση ως που παράγεται από ένα γεωγραφικό φράγμα που εμποδίζει τη ροή γονιδίων μεταξύ δύο πληθυσμών. Είναι ένα φαινόμενο εξωγενές στον οργανισμό, αφού δεν είναι οι αρχικές του προσαρμογές, ούτε η συμπεριφορά του, ούτε άλλοι εσωτερικοί παράγοντες που προάγουν την ειδογένεση. Απλώς εμφανίζεται ένα ανυπέρβλητο εμπόδιο που χωρίζει έναν πληθυσμιακό πυρήνα σε δύο ή περισσότερους που τα ζωντανά όντα δεν μπορούν να ξεπεράσουν.

Για το λόγο αυτό, η αλλοπατρία και η γεωγραφική απομόνωση είναι εναλλάξιμοι όροι. Σας δείχνουμε τον μηχανισμό δράσης αυτής της διαδικασίας εξελικτικής διαφοροποίησης με ένα απλό παράδειγμα.

Ένα πρακτικό παράδειγμα: σκαθάρια και ποτάμια

Φανταστείτε ότι σε έναν πληθυσμό σκαθαριών με μεγάλη εμβέλεια στο σπίτι βλέπουν την οικία τους να κόβεται στη μέση από ένα ποτάμι. Ένα μέρος του πληθυσμού θα παραμείνει στη μία πλευρά του κύματος νερού, ενώ το άλλο θα απομονωθεί εντελώς από το αρχέγονο με το να μην έχουν αυτά τα ασπόνδυλα προσαρμοστικούς μηχανισμούς για να κολυμπούν μέσα στο νερό και να διασχίσει το ποτάμι.

Στο πιο τυπικό μοντέλο αλλοπατρικής ειδογένεσης, κάθε μία από τις «πλευρές» του ποταμού θα παρουσιάζει διαφορετικές απαιτήσεις.. Έτσι, κατά τη διάρκεια των γενεών, η φυσική επιλογή θα ενεργεί διαφορετικά σε κάθε μία από τις πληθυσμιακές ομάδες, επιλέγοντας διαφορετικές μεταλλάξεις που μεγιστοποιούν την πιθανότητα επιβίωσης του είδους στη νέα θέση που δημιουργείται σε κάθε υπόθεση. Στο τέλος, οι προσαρμοστικές αλλαγές μεταξύ των ατόμων θα είναι τόσο διαφορετικές μεταξύ των δύο πληθυσμών που η αναπαραγωγή καθίσταται αδύνατη.

Τώρα φανταστείτε ότι το ποτάμι εξαφανίζεται. Ο πληθυσμός στην ανατολική πλευρά έχει αναπτύξει φτερά για να ξεφύγει από έναν αριθμό επικίνδυνων αρπακτικών και αυτό έχει φυσικά προκαλέσει μια αλλαγή στο μοτίβο του σώματος των ατόμων.

Από την άλλη, ο δυτικός πληθυσμός έχει υποστεί σημαντικές μορφολογικές αλλαγές στα άκρα προηγούμενες χιλιάδες χρόνια χωρισμού, αφού η μόνη πηγή τροφής τους ήταν υπόγειος. Η γενετική απόκλιση είναι τέτοια που, ακόμη και αν οι δύο πληθυσμοί συναντηθούν ξανά, δεν μπορούν πλέον να αναπαραχθούν μεταξύ τους. Λοταρία: έχουμε δύο διαφορετικά είδη όπου πριν υπήρχε μόνο ένα.

Πρέπει να σημειωθεί ότι πρόκειται για ένα «τυπικό βιβλίο» παράδειγμα, αφού στην πραγματικότητα το γεωγραφικό εμπόδιο μπορεί να παρουσιάσει Ορισμένο πορώδες και ορισμένα άτομα των πληθυσμών μπορούν να αναπαράγονται μεταξύ τους καθ 'όλη τη διάρκεια των ετών. χρόνια. Το σημαντικό είναι ότι η ροή των γονιδίων μειώνεται πολύ, αλλά δεν χρειάζεται να εξαφανιστεί εντελώς.

Τύποι αλλοπατρικής ειδογένεσης

Μόλις ο όρος γίνει σαφής με ένα περισσότερο από ορατό παράδειγμα (ή έτσι ελπίζουμε), μπορούμε να κλείσουμε αυτό το διάστημα εξηγώντας ότι υπάρχουν δύο κύριοι τύποι αλλοπατρικής ειδογένεσης. Αυτά είναι τα παρακάτω.

1. Βικάρια ή δικοπατρική αλλοπατρική ειδογένεση

Αυτό το μοντέλο ισχύει όταν ένα είδος χωρίζεται σε δύο μεγάλους πληθυσμούς, για παράδειγμα με μια τεκτονική κίνηση πλακών που χωρίζει δύο ηπείρους. Έχουμε να κάνουμε με έναν μηχανισμό «μεγάλης κλίμακας» που επιτρέπει στη φυσική επιλογή να ενεργεί με διαφορετικούς τρόπους μεταξύ των δύο χωριστών πληθυσμών.

2. περιπατρική αλλοπατρική ειδογένεση

Αυτό το μοντέλο περιλαμβάνει τον διαχωρισμό ενός μικρού πληθυσμού από έναν πολύ μεγαλύτερο. Υπάρχουν ορισμένοι επαγγελματίες που υποστηρίζουν ότι δεν υπάρχει διαφορά μεταξύ του περιπατρικού και δικοπατρικού μοντέλου, αλλά αυτοί που τα θεωρούν δύο οντότητες Ξεχωριστοί συγγραφείς υποστηρίζουν ότι οι δυνάμεις επιλογής είναι διαφορετικές μεταξύ μικρών και μεγάλων πληθυσμών, γι' αυτό η διαδικασία είναι πράγματι διακριτή.

Για παράδειγμα, ο μικρός πληθυσμός δεν υπόκειται μόνο σε πιέσεις επιλογής και φυσική επιλογή. Ο μειωμένος αριθμός ατόμων ευνοεί τη δράση της γενετικής μετατόπισης, δηλαδή της διακύμανσης των γονιδίων στον πληθυσμό λόγω τύχης.

Ανακτώντας το τρένο της σκέψης από την προηγούμενη περίπτωση, ας πούμε ότι 10 σκαθάρια χωρίζονται στη μια πλευρά του ποταμού και 300 στην άλλη. Αποδεικνύεται ότι ⅓ από αυτά, γενικά, είναι λευκά και τα υπόλοιπα πράσινα. Εάν ένα μεγάλο θηλαστικό πατήσει τυχαία 3 λευκά σκαθάρια στον μικρό πληθυσμό, ο λευκός γονότυπος μπορεί να χαθεί για πάντα.

Εν τω μεταξύ, εάν αυτό το ανίδεο ζώο σκοτώσει κατά λάθος 3 λευκά σκαθάρια με ένα βήμα στον μεγάλο πληθυσμό, υπάρχουν ακόμα άλλοι 97 φορείς του «λευκού» γονιδίου. Έτσι, οι δυνάμεις επιλογής θα ήταν αρκετά διαφορετικές και στους δύο πυρήνες και ο μικρότερος θα υπέφερε πάντα περισσότερο από τις επιπτώσεις της περιβαλλοντικής τυχαιότητας.

Περίληψη

Όπως έχετε δει, η αλλοπατρική ειδογένεση είναι μια συναρπαστική διαδικασία που Χαρακτηρίζεται από τη διαφοροποίηση δύο ή περισσότερων πληθυσμών ενός είδους λόγω ενός γεωγραφικού φραγμού που καθιστά αδύνατη τη σωστή ροή γονιδίων..

Ωστόσο, αυτό δεν σημαίνει ότι όλοι οι τεμαχισμένοι πληθυσμοί θα οδηγήσουν σε νέα είδη. Σίγουρα και χωρίς χαρτί, αν χωριστούν 10 σκαθάρια από μια ομάδα 300, ο νέος πληθυσμός θα κατέληγε να εξαφανιστεί λόγω θήρευσης ή έλλειψης πόρων χωρίς να προκαλέσει τη διαδικασία της κλαδογένεσης.

Επιπλέον, για πολύ καιρό η αλλοπατρική ειδογένεση θεωρούνταν η πιο σημαντική από όλες, γιατί τι είναι πιο ισχυρό από ένα ανυπέρβλητο φυσικό εμπόδιο; Η πρόοδος στη μελέτη και τη χρήση της γενετικής έχει δείξει ότι αυτή η υπόθεση είναι ψευδής: η συμπαθητική ειδογένεση, αυτή που εμφανίζεται χωρίς γεωγραφική απομόνωση, είναι πολύ πιο κοινή. Θα πρέπει να περιμένετε μελλοντικές ευκαιρίες για να σας εξηγήσουμε αυτήν την έννοια, αναμφίβολα εξίσου συναρπαστική με αυτή που αφηγείται εδώ.

Βιβλιογραφικές αναφορές:

• Speciation, bioinformatica.uab.cat.
• Speciation, Πανεπιστήμιο Complutense της Μαδρίτης.
• Αλλοπατρική ειδογένεση, Μη κατανοητή εξέλιξη. Πανεπιστήμιο του Μπέρκλεϋ.