Alopatrična speciacija: kaj je, vrste, značilnosti in primeri

Z biološkega vidika je vrsta opredeljena kot skupina naravnih populacij, katerih člani se lahko razmnožujejo. med seboj in ustvarjajo plodne potomce, vendar tega v normalnih okoliščinah ne morejo storiti s populacijami drugih vrst drugačen.

Osrednja os vrste je reproduktivna enota: če dva osebka povzročita ploden potomec, lahko trdimo, da sta oba starša vključena v isto vrsto (z nekaj izjemami).

Človek je doslej kategoriziral približno 1,3 milijona vrst živih bitij, v letu 2018 pa so odkrili skupno 229 novih. Taksonomsko gledano nas čaka še dolga pot, saj ocenjujejo, da 86 % živih bitij na kopnem in 91 % morskih bitij ostaja znanosti neznanih.

Zaradi teh pretiranih številk si zastavimo naslednje vprašanje: kako je v evolucijski zgodovini nastalo toliko vrst? Danes vam predstavljamo delni odgovor na to vprašanje, saj govorimo o speciaciji, s poudarkom na njeni alopatrični različici. Zato ostani z nami proces alopatrične speciacije To je najmanj fascinantno in tudi pojasnjuje del biološke spremenljivosti, ki je prisotna na Zemlji. V naslednjih vrsticah opisujemo del čudeža življenja, ki je povedano kmalu.

• Sorodni članek: "Teorija biološke evolucije: kaj je in kaj razlaga"

Kaj je speciacija?

Opredeliti koncept alopatrične speciacije, ne da bi ga prej vključili v okrilje splošnosti, je, kot bi začeli graditi hišo s strehe. Zato bomo začeli s tem Speciacija je proces, pri katerem iz določene populacije vrste nastane nova, ki ne more zamenjati svojih genov s prvotno populacijo..

Je mehanizem, ki spodbuja nastanek novih evolucijskih linij in to vseskozi 3,8 milijarde let delovanja, nam je dal na tisoče in tisoče vrst v vseh kraljestvih bitij živ. Drevo življenja in njegove veje so torej produkt diferenciacije in izolacije med živalmi in drugimi taksoni.

Po mnenju Ernsta Mayrja (znanega sodobnega biologa in taksonomista) vrste izvirajo na dva različna načina.:

• Filetična evolucija: ko se vrsta E1 sčasoma spremeni v vrsto E2 kot posledica kopičenja sprememb v njenih genih.
• Evolucija s kladogenezo: vrsta E1 ustvari eno ali več vrst e2, e3, e4 ali eX skozi proces divergence populacije.

Druga točka, evolucija s kladogenezo, je tista, ki nas danes zanima. Po drugi strani pa je mogoče razlikovati med različnimi vrstami speciacije. Spodaj vam bomo na kratko povedali:

• S hibridizacijo: reproduktivno križanje med dvema vrstama povzroči nastanek nove vrste, ki je reprodukcijsko izolirana od staršev. Pogost v rastlinah.
• Po trenutni divergenci: poliploidija in kromosomska. O njegovih posebnostih se zaradi terminološke zapletenosti ne bomo spuščali.
• S postopno divergenco: alopatrična, peripatrična, simpatrična, kvantna in parapatrična speciacija.

Morda je vrtoglavo poznati toliko izrazov v enem trenutku, a ne skrbite, saj vse bo bolj jasno v naslednjih vrsticah. Splošna ideja je, da proces speciacije ne nastane le zaradi geografske izolacije med živalskimi populacijami v zelo dolgo, saj imajo genetske in vedenjske ovire ter hibridizacije med mnogimi drugimi tudi bistveno vlogo stvari.

• Morda vas zanima: "Razlike med kladom, taksonom in monofiletsko skupino"

Kaj je alopatrična speciacija?

Brez nadaljnjega odlašanja definiramo alopatrično speciacijo kot ki ga proizvaja geografska pregrada, ki preprečuje pretok genov med dvema populacijama. To je pojav, ki ni lasten organizmu, saj njegove začetne prilagoditve, niti njegovo vedenje niti drugi notranji dejavniki ne spodbujajo speciacije. Preprosto nastane nepremostljiva ovira, ki loči populacijsko jedro na dve ali več, ki je živa bitja ne morejo premagati.

Iz tega razloga sta alopatrija in geografska izolacija zamenljiva pojma. Na preprostem primeru vam pokažemo mehanizem delovanja tega procesa evolucijske diferenciacije.

Primer iz prakse: hrošči in reke

Predstavljajte si, da v populaciji hroščev z velikim domačim območjem vidijo svoje domače območje, ki ga prepolovi reka. Del prebivalstva bo ostal na eni strani vodnega navala, drugi pa bo izoliran povsem od prvinskega, ker ti nevretenčarji nimajo prilagoditvenih mehanizmov za plavanje skozi vodo in prečkati reko.

V najbolj tipičnem modelu alopatrične speciacije bo vsaka od "strani" reke predstavljala različne zahteve.. Tako bo skozi generacije naravna selekcija v vsaki populacijski skupini delovala drugače, izbiranje različnih mutacij, ki povečajo verjetnost preživetja vrste v novi niši, ustvarjeni v vsaki Ovitek. Na koncu bodo prilagoditvene spremembe med posamezniki med obema populacijama tako različne, da reprodukcija postane nemogoča.

Zdaj pa si predstavljajte, da reka izgine. Prebivalci na vzhodni strani so razvili krila, da bi ubežali številnim nevarnim plenilcem, kar je seveda povzročilo spremembo telesnega vzorca posameznikov.

Po drugi strani pa je zahodna populacija doživela pomembne morfološke spremembe na okončinah prejšnjih tisočletja ločenosti, saj je bil njihov edini vir hrane podzemlje. Genetska divergenca je tolikšna, da se populaciji, tudi če se znova srečata, ne moreta več razmnoževati med seboj. Bingo: imamo dve različni vrsti, kjer je bila prej samo ena.

Opozoriti je treba, da je to "tipični knjižni" primer, saj lahko v resnici geografska ovira predstavlja določena poroznost in nekateri posamezniki populacij se lahko med seboj razmnožujejo vsa leta. leta. Pomembno je, da se pretok genov močno zmanjša, ni pa nujno, da popolnoma izgine.

Vrste alopatrične speciacije

Ko je izraz postal jasen z več kot vidnim primerom (vsaj tako upamo), lahko zapremo ta prostor z razlago, da obstajata dve glavni vrsti alopatrične speciacije. To so naslednje.

1. Vikarna ali dikopatrična alopatrična speciacija

Ta model velja ko se vrsta razdeli na dve veliki populaciji, na primer zaradi tektonskega premika plošč, ki loči dve celini. Opravka imamo z mehanizmom "velikega obsega", ki omogoča naravni selekciji, da deluje na različne načine med dvema ločenima populacijama.

2. peripatrična alopatrična speciacija

Ta model vključuje ločevanje majhne populacije od veliko večje. Nekateri strokovnjaki trdijo, da ni razlike med peripatričnim in dikopatričnim modelom, toda tisti, ki jih menijo, da sta dve entiteti Različni avtorji trdijo, da so selekcijske sile različne med majhnimi in velikimi populacijami, zaradi česar je proces res izrazit.

Na primer, majhna populacija ni podvržena samo selekcijskim pritiskom in naravni selekciji. Manjše število osebkov daje prednost delovanju genetskega drifta, to je nihanja genov v populaciji zaradi naključja.

Če obnovimo tok misli iz prejšnjega primera, recimo, da se 10 hroščev loči na eni strani reke in 300 na drugi. Izkazalo se je, da jih je na splošno ⅓ belih, ostali pa so zeleni. Če veliki sesalec po naključju stopi na 3 bele hrošče v majhni populaciji, se lahko beli genotip za vedno izgubi.

Medtem, če ta nevedna žival v veliki populaciji nenamerno ubije 3 bele hrošče z enim korakom, je še vedno nadaljnjih 97 nosilcev "belega" gena. Tako bi bile izbirne sile v obeh jedrih precej različne in manjše bi vedno bolj trpelo zaradi učinkov okoljske naključnosti.

Povzetek

Kot ste videli, je alopatrična speciacija fascinanten proces, ki Zanjo je značilna diferenciacija dveh ali več populacij vrste zaradi geografske ovire, ki onemogoča pravilen pretok genov..

Vendar to ne pomeni, da bodo vse razcepljene populacije povzročile nove vrste. Če bi 10 hroščev ločili od skupine 300, bi nova populacija zagotovo izginila zaradi plenjenja ali pomanjkanja virov, ne da bi sprožila proces kladogeneze.

Poleg tega je alopatrična speciacija dolgo časa veljala za najpomembnejšo od vseh, kaj je močnejše od nepremostljive fizične ovire? Napredek pri preučevanju in uporabi genetike je pokazal, da je ta predpostavka napačna: simpatrična speciacija, tista, ki se pojavi brez geografske izolacije, je veliko pogostejša. Počakati boste morali na prihodnje priložnosti, da vam razložimo ta koncept, nedvomno prav tako fascinanten kot ta, ki je opisan tukaj.

Bibliografske reference:

• Speciacija, bioinformatica.uab.cat.
• Speciacija, Univerza Complutense v Madridu.
• Alopatrična speciacija, nerazumljiva evolucija. Univerza Berkeley.