Alopatrijska specijacija: što je to, vrste, karakteristike i primjeri

S biološkog gledišta vrsta se definira kao skupina prirodnih populacija čiji se članovi mogu razmnožavati. međusobno i proizvode plodno potomstvo, ali to ne mogu učiniti u normalnim okolnostima s populacijama drugih vrsta drugačiji.

Središnja os vrste je reproduktivna jedinica: ako dvije jedinke daju plodno potomstvo, možemo potvrditi da su oba roditelja uključena u istu vrstu (uz nekoliko iznimaka).

Do sada su ljudi kategorizirali otprilike 1,3 milijuna vrsta živih bića, au 2018. godini otkriveno je ukupno 229 novih. Taksonomski gledano, pred nama je još dug put, jer se procjenjuje da je 86% živih bića na kopnu i 91% morskih bića ostalo nepoznato znanosti.

Ove pretjerane brojke tjeraju nas da se zapitamo sljedeće: kako je došlo do tolikog broja vrsta kroz evolucijsku povijest? Danas vam donosimo djelomičan odgovor na ovo pitanje, budući da govorimo o specijaciji, fokusirajući se na njenu alopatrijsku varijantu. Zato ostanite s nama proces alopatrijske specijacije To je u najmanju ruku fascinantno, a također objašnjava dio biološke varijabilnosti prisutne na Zemlji. U sljedećim redovima opisujemo dio čuda života, koji je rekao uskoro.

• Povezani članak: "Teorija biološke evolucije: što je to i što objašnjava"

Što je specijacija?

Definiranje koncepta alopatrijske specijacije bez prethodnog uključivanja u kišobran općenitosti je kao početak gradnje kuće od krova. Stoga ćemo započeti tako što ćemo reći Specijacija je proces kojim određena populacija vrste daje novu koja ne može zamijeniti svoje gene s izvornom populacijom..

To je mehanizam koji promiče nastanak novih evolucijskih linija i to u cijelosti 3,8 milijardi godina u djelovanju, dao nam je tisuće i tisuće vrsta u svim kraljevstvima bića živ. Drvo života i njegove grane su stoga proizvod diferencijacije i izolacije između životinja i drugih svojti.

Prema Ernstu Mayru (poznatom suvremenom biologu i taksonomu) vrste nastaju na dva različita načina:

• Filetička evolucija: kada se vrsta E1 tijekom vremena transformira u vrstu E2 kao posljedica akumulacije promjena u njezinim genima.
• Evolucija kladogenezom: vrsta E1 stvara jednu ili više vrsta e2, e3, e4 ili eX kroz proces divergencije populacije.

Druga točka, evolucija kladogenezom, je ono što nas danas zanima. S druge strane, mogu se razlikovati različite vrste specijacije. U nastavku ćemo vam ukratko reći:

• Hibridizacijom: reproduktivno križanje dviju vrsta završava stvaranjem nove vrste koja je reproduktivno izolirana od roditelja. Čest u biljkama.
• Po trenutnoj divergenciji: poliploidija i kromosomska. Nećemo se zadržavati na njegovim posebnostima zbog terminološke složenosti.
• Postupnom divergencijom: alopatrijska, peripatrijska, simpatrijska, kvantna i parapatrijska specijacija.

Možda vam se vrti u glavi znati toliko pojmova u jednom trenutku, ali ne brinite, jer sve će biti jasnije u narednim redovima. Opća ideja je da se proces specijacije ne proizvodi samo zemljopisnom izolacijom između životinjskih populacija vrlo dugo, jer genetske i bihevioralne barijere i hibridizacije također igraju bitnu ulogu, između mnogih drugih stvari.

• Možda će vas zanimati: "Razlike između klade, taksona i monofiletske skupine"

Što je alopatrijska specijacija?

Bez daljnjeg odlaganja definiramo alopatrijsku specijaciju kao koje proizvodi geografska barijera koja sprječava protok gena između dviju populacija. To je pojava koja je vanjska za organizam, budući da njegove početne prilagodbe, niti njegovo ponašanje, niti drugi unutarnji čimbenici ne potiču specijaciju. Jednostavno nastaje nepremostiva barijera koja dijeli populacijsku jezgru na dvije ili više njih koju živa bića ne mogu savladati.

Iz tog su razloga alopatrija i geografska izolacija međusobno zamjenjivi pojmovi. Pokazujemo vam mehanizam djelovanja ovog procesa evolucijske diferencijacije na jednostavnom primjeru.

Praktičan primjer: kornjaši i rijeke

Zamislite da u populaciji kornjaša s velikim područjem prebivališta oni vide svoje područje prebivališta prepolovljeno rijekom. Dio stanovništva ostat će s jedne strane vodotoka, dok će druga biti izolirana potpuno od iskonskog tako što ti beskralježnjaci nemaju adaptivne mehanizme za plivanje kroz vodu i prijeći rijeku.

U najtipičnijem modelu alopatrijske specijacije, svaka od "strana" rijeke će predstavljati različite zahtjeve.. Tako će kroz generacije prirodna selekcija djelovati drugačije u svakoj populacijskoj skupini, odabir različitih mutacija koje povećavaju vjerojatnost preživljavanja vrste u novoj niši stvorenoj u svakoj slučaj. Na kraju, adaptivne promjene između jedinki bit će toliko različite između dviju populacija da reprodukcija postaje nemoguća.

Sada zamislite da rijeka nestane. Populacija na istočnoj strani razvila je krila kako bi pobjegla od brojnih opasnih grabežljivaca i to je prirodno uzrokovalo promjenu u tjelesnom uzorku jedinki.

S druge strane, zapadna populacija je prošla kroz važne morfološke promjene u ekstremitetima prethodnih tisuća godina odvojenosti, budući da im je jedini izvor hrane bio pod zemljom. Genetska divergencija je takva da, čak i ako se dvije populacije ponovno sretnu, više se ne mogu međusobno razmnožavati. Bingo: imamo dvije različite vrste gdje je prije bila samo jedna.

Treba napomenuti da je ovo primjer "tipične knjige", budući da u stvarnosti geografska barijera može predstavljati određene poroznosti i neke jedinke populacije mogu se međusobno razmnožavati tijekom godina. godine. Bitno je da je protok gena jako smanjen, ali ne mora potpuno nestati.

Vrste alopatrijske specijacije

Nakon što pojam postane jasan s više nego vidljivim primjerom (ili se barem tako nadamo), možemo zatvoriti ovaj prostor objašnjavajući da postoje dvije glavne vrste alopatrijske specijacije. Ovo su sljedeće.

1. Vikarna ili dikopatrijska alopatrijska specijacija

Ovaj model se primjenjuje kada se vrsta podijeli u dvije velike populacije, na primjer tektonskim pomicanjem ploča koje razdvaja dva kontinenta. Imamo posla s mehanizmom "velikih razmjera" koji omogućuje prirodnom odabiru da djeluje na različite načine između dvije odvojene populacije.

2. peripatrijska alopatrijska specijacija

Ovaj model uključuje odvajanje male populacije od mnogo veće. Postoje stručnjaci koji tvrde da nema razlike između peripatrijskog i dikopatrijskog modela, ali oni koji ih smatraju dvije cjeline Razni autori tvrde da su sile selekcije različite između malih i velikih populacija, zbog čega je proces doista različita.

Na primjer, mala populacija nije podložna samo selekcijskim pritiscima i prirodnoj selekciji. Smanjen broj jedinki pogoduje djelovanju genetskog drifta, odnosno fluktuacije gena u populaciji uslijed slučajnosti.

Vraćajući se na tok misli iz prethodnog slučaja, recimo da se 10 kornjaša odvoji na jednoj strani rijeke, a 300 na drugoj. Ispada da je ⅓ od njih, općenito, bijelo, a ostalo je zeleno. Ako veliki sisavac slučajno stane na 3 bijele kornjaše u maloj populaciji, bijeli genotip može biti zauvijek izgubljen.

U međuvremenu, ako ova nepametna životinja nenamjerno ubije 3 bijele kornjaše jednim korakom u velikoj populaciji, ostaje još 97 nositelja "bijelog" gena. Stoga bi selekcijske sile bile prilično različite u obje jezgre, a manja bi uvijek više patila od učinaka slučajnosti okoline.

Sažetak

Kao što ste vidjeli, alopatrijska specijacija je fascinantan proces koji Karakterizira ga diferencijacija dviju ili više populacija vrste zbog zemljopisne barijere koja onemogućuje točan protok gena..

Ipak, to ne znači da će sve razdvojene populacije rezultirati novim vrstama. Zasigurno i izvan papira, ako se 10 kornjaša odvoji od skupine od 300, nova populacija bi na kraju nestala zbog grabežljivaca ili nedostatka resursa bez pokretanja procesa kladogeneze.

Nadalje, dugo se vremena alopatrijska specijacija smatrala najvažnijom od svih, jer što je moćnije od nepremostive fizičke barijere? Napredak u proučavanju i korištenju genetike pokazao je da je ova pretpostavka pogrešna: simpatrična specijacija, ona koja se događa bez geografske izolacije, mnogo je češća. Morat ćete pričekati buduće prilike da vam objasnimo ovaj koncept, bez sumnje jednako fascinantan kao ovaj koji je ovdje ispričan.

Bibliografske reference:

• Specijacija, bioinformatica.uab.cat.
• Speciacija, Sveučilište Complutense u Madridu.
• Alopatrijska specijacija, nerazumljiva evolucija. Sveučilište Berkeley.