Specjacja allopatryczna: czym jest, rodzaje, charakterystyka i przykłady

Z biologicznego punktu widzenia gatunek definiuje się jako grupę naturalnych populacji, których członkowie mogą się rozmnażać. między sobą i wydają płodne potomstwo, ale nie mogą tego robić w normalnych warunkach z populacjami innych gatunków różny.

Centralną osią gatunku jest jednostka reprodukcyjna: jeśli dwa osobniki dają płodne potomstwo, możemy stwierdzić, że oboje rodzice należą do tego samego gatunku (z nielicznymi wyjątkami).

Do tej pory ludzie sklasyfikowali około 1,3 miliona gatunków istot żywych, a w 2018 roku odkryto łącznie 229 nowych gatunków. Pod względem taksonomicznym mamy jeszcze długą drogę do przebycia, ponieważ szacuje się, że 86% istot żyjących na lądzie i 91% istot morskich pozostaje nieznanych nauce.

Te wygórowane liczby zmuszają nas do zadania sobie następującego pytania: jak powstało tak wiele gatunków w całej historii ewolucji? Dziś przedstawiamy częściową odpowiedź na to pytanie, ponieważ mówimy o specjacji, skupiając się na jej alopatycznym wariancie. Zostań więc z nami

proces specjacji allopatrycznej Jest to co najmniej fascynujące, a także wyjaśnia część biologicznej zmienności obecnej na Ziemi. W kolejnych wierszach opisujemy część cudu życia, o którym wkrótce będzie mowa.

• Powiązany artykuł: „Teoria ewolucji biologicznej: czym jest i co wyjaśnia”

Co to jest specjacja?

Zdefiniowanie pojęcia specjacji allopatrycznej bez uprzedniego włączenia jej w parasol ogólności jest jak rozpoczęcie budowy domu od dachu. Dlatego zaczniemy od tego, że tak powiem Specjacja to proces, w wyniku którego pewna populacja gatunku powoduje powstanie nowej, która nie może wymieniać swoich genów z pierwotną populacją..

Jest to mechanizm, który sprzyja pojawianiu się nowych linii ewolucyjnych i to przez cały czas 3,8 miliarda lat w działaniu dało nam tysiące gatunków we wszystkich królestwach istot żywy. Drzewo życia i jego rozgałęzienia są zatem produktem zróżnicowania i izolacji między zwierzętami a innymi taksonami.

Według Ernsta Mayra (wybitnego współczesnego biologa i taksonomisty) gatunki powstają na dwa różne sposoby:

• Ewolucja fitetyczna: gdy gatunek E1 przekształca się z czasem w gatunek E2 w wyniku kumulacji zmian w jego genach.
• Ewolucja przez kladogenezę: gatunek E1 generuje jeden lub więcej gatunków e2, e3, e4 lub eX w procesie dywergencji populacji.

To drugi punkt, ewolucja przez kladogenezę, interesuje nas dzisiaj. Z kolei można wyróżnić różne rodzaje specjacji. Powiemy ci krótko poniżej:

• Przez hybrydyzację: krzyżowanie reprodukcyjne między dwoma gatunkami kończy się powstaniem nowego, reprodukcyjnie izolowanego od rodziców. Pospolity w roślinach.
• Przez natychmiastową rozbieżność: poliploidalność i chromosomalność. Nie będziemy rozwodzić się nad jego osobliwościami ze względu na złożoność terminologiczną.
• Poprzez stopniową dywergencję: specjacja allopatryczna, okołoporodowa, sympatryczna, kwantowa i parapatryczna.

Znajomość tak wielu terminów w jednej chwili może przyprawić o zawrót głowy, ale nie martw się, ponieważ wszystko będzie jaśniejsze w kolejnych wierszach. Ogólną ideą jest to, że proces specjacji nie jest spowodowany wyłącznie izolacją geograficzną między populacjami zwierząt bardzo długo, ponieważ bariery genetyczne i behawioralne oraz hybrydyzacje również odgrywają istotną rolę, między innymi rzeczy.

• Możesz być zainteresowany: „Różnice między kladem, taksonem i grupą monofiletyczną”

Czym jest specjacja allopatyczna?

Bez zbędnych ceregieli definiujemy specjację allopatryczną jako który jest wytwarzany przez barierę geograficzną, która uniemożliwia przepływ genów między dwiema populacjami. Jest to zjawisko zewnętrzne dla organizmu, ponieważ to nie jego początkowe adaptacje, ani jego zachowanie, ani inne czynniki wewnętrzne sprzyjają specjacji. Po prostu powstaje bariera nie do pokonania, która dzieli jądro populacji na dwie lub więcej, których żywe istoty nie są w stanie pokonać.

Z tego powodu allopatia i izolacja geograficzna są terminami wymiennymi. Mechanizm działania tego procesu różnicowania ewolucyjnego pokażemy na prostym przykładzie.

Praktyczny przykład: chrząszcze i rzeki

Wyobraźmy sobie, że w populacji chrząszczy o dużym zasięgu domowym ich domowy zasięg jest przecięty na pół przez rzekę. Część populacji pozostanie po jednej stronie spiętrzenia wody, podczas gdy druga będzie odizolowana całkowicie od pierwotnych, ponieważ nie mają tych bezkręgowców mechanizmów adaptacyjnych do pływania w wodzie i przeprawić się przez rzekę.

W najbardziej typowym modelu specjacji allopatrycznej każdy z „boków” rzeki będzie przedstawiał inne wymagania.. Tak więc na przestrzeni pokoleń dobór naturalny będzie działał inaczej w każdej z grup populacji, wybór różnych mutacji, które maksymalizują prawdopodobieństwo przeżycia gatunku w nowej niszy utworzonej w każdej z nich sprawa. Ostatecznie zmiany adaptacyjne między osobnikami będą tak różne w obu populacjach, że reprodukcja stanie się niemożliwa.

Teraz wyobraź sobie, że rzeka znika. Populacja po wschodniej stronie rozwinęła skrzydła, aby uciec przed wieloma niebezpiecznymi drapieżnikami, co w naturalny sposób spowodowało zmianę w budowie ciała osobników.

Z drugiej strony populacja zachodnia przeszła ważne zmiany morfologiczne w kończynach poprzednie tysiące lat separacji, ponieważ ich jedynym źródłem pożywienia była pod ziemią. Dywergencja genetyczna jest taka, że ​​nawet jeśli obie populacje spotkają się ponownie, nie będą już mogły się ze sobą rozmnażać. Bingo: mamy dwa różne gatunki tam, gdzie wcześniej był tylko jeden.

Należy zauważyć, że jest to „typowy przykład książkowy”, ponieważ w rzeczywistości może występować bariera geograficzna pewna porowatość i niektóre osobniki populacji mogą rozmnażać się ze sobą przez lata. lata. Co ważne, przepływ genów jest znacznie ograniczony, ale nie musi całkowicie zanikać.

Typy specjacji allopatrycznej

Gdy termin stanie się jasny dzięki bardziej niż widocznemu przykładowi (a przynajmniej tak mamy nadzieję), możemy zamknąć tę przestrzeń, wyjaśniając, że istnieją dwa główne typy specjacji allopatycznej. Oto one.

1. Wikariańska lub dikopatryczna specjacja allopatryczna

Ten model ma zastosowanie kiedy gatunek dzieli się na dwie duże populacje, na przykład przez ruch tektoniczny płyt oddzielających dwa kontynenty. Mamy do czynienia z mechanizmem „wielkoskalowym”, który pozwala doborowi naturalnemu działać na różne sposoby między dwiema odrębnymi populacjami.

2. specjacja allopatryczna okołoporodowa

Ten model polega na oddzieleniu małej populacji od znacznie większej. Niektórzy profesjonaliści twierdzą, że nie ma różnicy między modelami peripatric i dicopatric, ale ci, którzy uważają je za dwie jednostki Oddzielni autorzy argumentują, że siły selekcyjne są różne w małych i dużych populacjach, dlatego właśnie ten proces jest rzeczywiście taki sam odrębny.

Na przykład mała populacja podlega nie tylko presji selekcyjnej i doborowi naturalnemu. Zmniejszona liczba osobników sprzyja działaniu dryfu genetycznego, czyli przypadkowej fluktuacji genów w populacji.

Wracając do toku rozumowania z poprzedniego przypadku, powiedzmy, że po jednej stronie rzeki oddziela się 10 chrząszczy, a po drugiej 300. Okazuje się, że generalnie ⅓ z nich jest białych, a reszta zielonych. Jeśli duży ssak przypadkowo nadepnie na 3 białe chrząszcze z małej populacji, biały genotyp może zostać utracony na zawsze.

Tymczasem, jeśli to nieświadome zwierzę nieumyślnie zabije 3 białe chrząszcze jednym krokiem w dużej populacji, jest jeszcze 97 nosicieli „białego” genu. Tak więc siły selekcji byłyby zupełnie różne w obu jądrach, a mniejszy zawsze ucierpiałby bardziej z powodu losowości środowiskowej.

Streszczenie

Jak widzieliście, specjacja allopatryczna jest fascynującym procesem Charakteryzuje się zróżnicowaniem dwóch lub więcej populacji jednego gatunku z powodu bariery geograficznej, która uniemożliwia prawidłowy przepływ genów..

Nie oznacza to jednak, że wszystkie podzielone populacje doprowadzą do powstania nowych gatunków. Z pewnością i nieoficjalnie, jeśli 10 chrząszczy zostanie oddzielonych od grupy 300, nowa populacja zniknie z powodu drapieżnictwa lub braku zasobów, nie powodując procesu kladogenezy.

Co więcej, przez długi czas specjacja allopatyczna była uważana za najważniejszą ze wszystkich, bo cóż jest potężniejszego niż nie do pokonania bariera fizyczna? Postępy w badaniach i stosowaniu genetyki wykazały, że ten postulat jest fałszywy: specjacja sympatryczna, która zachodzi bez izolacji geograficznej, jest znacznie bardziej powszechna. Będziesz musiał poczekać na przyszłe okazje, abyśmy wyjaśnili ci tę koncepcję, bez wątpienia równie fascynującą, jak ta opisana tutaj.

Odniesienia bibliograficzne:

• Specjacja, bioinformatica.uab.cat.
• Specjacja, Uniwersytet Complutense w Madrycie.
• Specjacja allopatryczna, niezrozumiała ewolucja. Uniwersytet w Berkeley.