Alopatrická speciácia: čo to je, typy, vlastnosti a príklady

Z biologického hľadiska je druh definovaný ako skupina prirodzených populácií, ktorých členovia sa môžu rozmnožovať. medzi sebou a produkujú plodné potomstvo, ale za normálnych okolností s populáciami iných druhov tak urobiť nemôžu rôzne.

Centrálnou osou druhu je reprodukčná jednotka: ak z dvoch jedincov vznikne plodné potomstvo, môžeme potvrdiť, že obaja rodičia patria do rovnakého druhu (až na niekoľko výnimiek).

Ľudia doteraz kategorizovali približne 1,3 milióna druhov živých bytostí, pričom v roku 2018 bolo objavených celkovo 229 nových. Z taxonomického hľadiska máme pred sebou ešte dlhú cestu, keďže sa odhaduje, že 86 % živých bytostí na súši a 91 % morských bytostí zostáva pre vedu neznámych.

Tieto premrštené čísla nás nútia položiť si nasledujúcu otázku: ako vzniklo toľko druhov počas evolučnej histórie? Dnes vám prinášame čiastočnú odpoveď na túto otázku, keďže hovoríme o speciacii, so zameraním na jej alopatrický variant. Tak zostaňte s nami proces alopatrickej speciácie Je to prinajmenšom fascinujúce a vysvetľuje to aj časť biologickej variability prítomnej na Zemi. V nasledujúcich riadkoch popisujeme časť zázraku života, o ktorom sa hovorí čoskoro.

• Súvisiaci článok: "Teória biologickej evolúcie: čo to je a čo vysvetľuje"

Čo je to špeciácia?

Definovať pojem alopatrickej špeciácie bez toho, aby sme ho najprv zahrnuli do dáždnika všeobecnosti, je ako začať stavať dom od strechy. Preto začneme tým, že to povieme Speciácia je proces, pri ktorom z určitej populácie druhu vzniká nová, ktorá si nemôže vymeniť svoje gény s pôvodnou populáciou..

Je to mechanizmus, ktorý podporuje vznik nových evolučných línií a to v celom rozsahu 3,8 miliardy rokov v akcii nám dalo tisíce a tisíce druhov vo všetkých kráľovstvách bytostí nažive. Strom života a jeho dôsledky sú teda produktom diferenciácie a izolácie medzi zvieratami a inými taxónmi.

Podľa Ernsta Mayra (uznávaného súčasného biológa a taxonóma) druhy vznikajú dvoma rôznymi spôsobmi:

• Fyletická evolúcia: keď sa druh E1 v priebehu času transformuje na druh E2 v dôsledku akumulácie zmien v jeho génoch.
• Evolúcia kladogenézou: druh E1 vytvára jeden alebo viac druhov e2, e3, e4 alebo eX prostredníctvom procesu populačnej divergencie.

Je to druhý bod, evolúcia kladogenézou, ktorá nás dnes zaujíma. Na druhej strane je možné rozlíšiť rôzne typy speciácií. Stručne vám to povieme nižšie:

• Hybridizáciou: reprodukčné kríženie medzi dvoma druhmi vedie k vzniku nového, reprodukčne izolovaného od rodičov. Bežné v rastlinách.
• Okamžitou divergenciou: polyploidia a chromozomálne. Nebudeme sa venovať jeho zvláštnostiam pre terminologickú zložitosť.
• Postupnou divergenciou: alopatrická, peripatrická, sympatrická, kvantová a parapatrická speciácia.

Môže byť závratné poznať toľko pojmov v jednom okamihu, ale nebojte sa, pretože všetko bude jasnejšie v nasledujúcich riadkoch. Všeobecnou myšlienkou je, že proces speciácie nie je spôsobený iba geografickou izoláciou medzi populáciami zvierat veľmi dlho, pretože genetické a behaviorálne bariéry a hybridizácie tiež zohrávajú dôležitú úlohu, medzi mnohými inými veci.

• Mohlo by vás zaujímať: "Rozdiely medzi kladom, taxónom a monofyletickou skupinou"

Čo je to alopatrická špecializácia?

Bez ďalších okolkov definujeme alopatrickú speciáciu ako ktoré vytvára geografická bariéra, ktorá bráni toku génov medzi dvoma populáciami. Je to jav vonkajší pre organizmus, pretože to nie sú jeho počiatočné adaptácie, ani jeho správanie, ani iné vnútorné faktory, ktoré podporujú speciáciu. Jednoducho vzniká neprekonateľná bariéra, ktorá rozdeľuje populačné jadro na dve alebo viac, ktoré živé bytosti nedokážu prekonať.

Z tohto dôvodu sú alopatria a geografická izolácia vzájomne zameniteľné pojmy. Mechanizmus účinku tohto procesu evolučnej diferenciácie vám ukážeme na jednoduchom príklade.

Praktický príklad: chrobáky a rieky

Predstavte si, že v populácii chrobákov s veľkým domovským areálom vidia svoj domovský areál rozrezaný na polovicu riekou. Časť obyvateľstva zostane na jednej strane prívalu vody, zatiaľ čo druhá bude izolovaná úplne od prvotného tým, že tieto bezstavovce nemajú adaptačné mechanizmy na to, aby preplávali vodou a prejsť cez rieku.

V najtypickejšom modeli alopatrickej speciácie bude každá „strana“ rieky predstavovať iné nároky.. V priebehu generácií bude teda prirodzený výber v každej skupine obyvateľstva pôsobiť odlišne, výber rôznych mutácií, ktoré maximalizujú pravdepodobnosť prežitia druhu v novej nike vytvorenej v každej z nich prípad. Nakoniec, adaptačné zmeny medzi jednotlivcami budú medzi týmito dvoma populáciami také odlišné, že reprodukcia bude nemožná.

Teraz si predstavte, že rieka zmizne. Populácia na východnej strane má vyvinuté krídla, aby unikla množstvu nebezpečných predátorov, čo prirodzene spôsobilo zmenu v telesných vzoroch jedincov.

Na druhej strane, západná populácia prešla dôležitými morfologickými zmenami v končatinách predchádzajúcich tisícročí odlúčenia, keďže ich jediným zdrojom potravy bolo pod zemou. Genetická divergencia je taká, že aj keď sa tieto dve populácie znova stretnú, už sa nemôžu navzájom reprodukovať. Bingo: máme dva rôzne druhy, kde predtým bol iba jeden.

Treba poznamenať, že toto je príklad „typickej knihy“, pretože v skutočnosti môže existovať geografická bariéra určitá pórovitosť a niektorí jedinci populácií sa môžu počas rokov navzájom rozmnožovať. rokov. Dôležité je, že tok génov sa výrazne zníži, no nemusí úplne zmiznúť.

Typy alopatrickej špeciácie

Keď sa tento pojem objasní na viac než viditeľnom príklade (alebo v to dúfame), môžeme tento priestor uzavrieť vysvetlením, že existujú dva hlavné typy alopatrickej speciácie. Toto sú nasledujúce.

1. Vikariánska alebo diopatrická alopatrická speciácia

Tento model platí keď sa druh rozdelí na dve veľké populácie, napríklad tektonickým pohybom dosiek, ktoré oddeľujú dva kontinenty. Máme čo do činenia s „veľkoplošným“ mechanizmom, ktorý umožňuje prirodzenému výberu pôsobiť rôznymi spôsobmi medzi dvoma samostatnými populáciami.

2. peripatriická alopatrická speciácia

Tento model zahŕňa oddelenie malej populácie od oveľa väčšej. Niektorí odborníci tvrdia, že medzi peripatrickými a dikopatrickými modelmi nie je žiadny rozdiel, ale tí, ktorí ich považujú za dve entity Samostatní autori tvrdia, že výberové sily sa medzi malými a veľkými populáciami líšia, a preto je tento proces skutočne taký odlišný.

Napríklad malá populácia nepodlieha len selekčným tlakom a prirodzenému výberu. Znížený počet jedincov podporuje pôsobenie genetického driftu, teda kolísania génov v populácii v dôsledku náhody.

Keď sa vrátime k myšlienke z predchádzajúceho prípadu, povedzme, že 10 chrobákov sa oddelí na jednej strane rieky a 300 na druhej. Ukazuje sa, že ⅓ z nich je vo všeobecnosti biela a zvyšok je zelený. Ak náhodou veľký cicavec stúpi na 3 biele chrobáky v malej populácii, biely genotyp môže byť navždy stratený.

Medzitým, ak toto bezradné zviera neúmyselne zabije 3 bielych chrobákov jedným krokom vo veľkej populácii, stále existuje ďalších 97 nosičov „bieleho“ génu. Selekčné sily by teda boli v oboch jadrách celkom odlišné a menšie by vždy viac trpeli účinkami náhodnosti prostredia.

Zhrnutie

Ako ste videli, alopatrická speciácia je fascinujúci proces, ktorý Je charakterizovaná diferenciáciou dvoch alebo viacerých populácií druhu v dôsledku geografickej bariéry, ktorá znemožňuje správny tok génov..

To však neznamená, že všetky rozdelené populácie povedú k novým druhom. Ak sa oddelí 10 chrobákov od skupiny 300, nová populácia by určite zmizla v dôsledku predácie alebo nedostatku zdrojov bez toho, aby vyvolala proces kladogenézy.

Navyše, dlho bola alopatrická speciácia považovaná za najdôležitejšiu zo všetkých, veď čo je silnejšie ako neprekonateľná fyzická bariéra? Pokroky v štúdiu a používaní genetiky ukázali, že tento predpoklad je nepravdivý: sympatrická speciácia, ktorá sa vyskytuje bez geografickej izolácie, je oveľa bežnejšia. Budete si musieť počkať na budúce príležitosti, aby sme vám vysvetlili tento pojem, nepochybne rovnako fascinujúci ako ten, ktorý je tu vyrozprávaný.

Bibliografické odkazy:

• Speciation, bioinformatica.uab.cat.
• Speciation, Univerzita Complutense v Madride.
• Alopatrická speciácia, Nepochopiteľný vývoj. Univerzita v Berkeley.