Allopatric speciation: ชนิด ลักษณะ และตัวอย่างคืออะไร

จากมุมมองทางชีววิทยา สปีชีส์ถูกกำหนดให้เป็นกลุ่มของประชากรตามธรรมชาติที่สมาชิกสามารถสืบพันธุ์ได้ กันเองและให้กำเนิดลูกที่เจริญพันธุ์ แต่ไม่สามารถทำได้ภายใต้สถานการณ์ปกติกับประชากรของสปีชีส์อื่น แตกต่าง.

แกนกลางของสปีชีส์คือหน่วยสืบพันธุ์: ถ้าบุคคลสองคนให้กำเนิดลูกที่อุดมสมบูรณ์ เราสามารถยืนยันได้ว่าทั้งพ่อและแม่รวมอยู่ในสปีชีส์เดียวกัน (โดยมีข้อยกเว้นเล็กน้อย)

จนถึงตอนนี้ มนุษย์ได้จัดประเภทของสิ่งมีชีวิตไว้ประมาณ 1.3 ล้านสปีชีส์ โดยมีการค้นพบใหม่ทั้งหมด 229 สปีชีส์ในปี 2561 เรายังมีหนทางอีกยาวไกลที่จะพูดในเชิงอนุกรมวิธาน เนื่องจากคาดว่า 86% ของสิ่งมีชีวิตบนบกและ 91% ของสิ่งมีชีวิตในทะเลยังไม่เป็นที่รู้จักทางวิทยาศาสตร์

ตัวเลขที่สูงเกินไปเหล่านี้ทำให้เราถามตัวเองด้วยคำถามต่อไปนี้: สิ่งมีชีวิตจำนวนมากเกิดขึ้นได้อย่างไรตลอดประวัติศาสตร์วิวัฒนาการ? วันนี้เรานำคำตอบบางส่วนสำหรับคำถามนี้มาให้คุณ เนื่องจากเรากำลังพูดถึงการเก็งกำไรโดยเน้นที่ตัวแปร allopatric ดังนั้นอยู่กับเรา กระบวนการของ allopatric speciation พูดน้อยเป็นเรื่องที่น่าสนใจและยังอธิบายส่วนหนึ่งของความแปรปรวนทางชีววิทยาที่มีอยู่บนโลก ในบรรทัดต่อไปนี้ เราอธิบายส่วนหนึ่งของปาฏิหาริย์แห่งชีวิต ซึ่งจะกล่าวถึงในเร็วๆ นี้

• บทความที่เกี่ยวข้อง: "ทฤษฎีวิวัฒนาการทางชีววิทยา: มันคืออะไรและอธิบายอะไร"

specation คืออะไร?

การกำหนดแนวคิดของ allopatric speciation โดยไม่ได้รวมไว้ในร่มของคนทั่วไปก็เหมือนกับการเริ่มสร้างบ้านจากหลังคา ดังนั้นเราจะเริ่มด้วยการพูดว่า Speciation เป็นกระบวนการที่ประชากรบางสายพันธุ์ก่อให้เกิดประชากรใหม่ที่ไม่สามารถแลกเปลี่ยนยีนกับประชากรดั้งเดิมได้.

มันเป็นกลไกที่ส่งเสริมการเกิดขึ้นของสายวิวัฒนาการใหม่และตลอด การดำเนินการ 3.8 พันล้านปีทำให้เรามีสิ่งมีชีวิตนับพันชนิดในอาณาจักรของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด มีชีวิตอยู่. ดังนั้น ต้นไม้แห่งชีวิตและการแตกกิ่งก้านสาขาจึงเป็นผลผลิตของความแตกต่างและความโดดเดี่ยวระหว่างสัตว์กับแท็กซ่าอื่นๆ

จากข้อมูลของ Ernst Mayr (นักชีววิทยาและนักอนุกรมวิธานร่วมสมัยที่มีชื่อเสียง) สปีชีส์เกิดขึ้นจากสองวิธีที่แตกต่างกัน:

• วิวัฒนาการทางไฟเลติก: เมื่อสปีชีส์ E1 เปลี่ยนเป็นสปีชีส์ E2 เมื่อเวลาผ่านไปอันเป็นผลมาจากการสะสมของการเปลี่ยนแปลงในยีนของมัน
• วิวัฒนาการโดย cladogenesis: สปีชีส์ E1 สร้างสปีชีส์ e2, e3, e4 หรือ eX หนึ่งสปีชีส์หรือมากกว่าผ่านกระบวนการของความแตกต่างของประชากร

เป็นจุดที่สอง วิวัฒนาการโดย cladogenesis ซึ่งเราสนใจในวันนี้ ในทางกลับกันสามารถแยกแยะความแตกต่างของสเปกตรัมได้ เราจะบอกคุณสั้น ๆ ด้านล่าง:

• โดยการผสมข้ามสายพันธุ์: การผสมข้ามพันธุ์ระหว่างสองสปีชีส์จบลงด้วยการก่อให้เกิดสปีชีส์ใหม่ที่แยกได้จากพ่อแม่ พบได้ทั่วไปในพืช
• โดยความแตกต่างทันที: โพลีพลอยดีและโครโมโซม เราจะไม่พูดถึงลักษณะเฉพาะของมันเนื่องจากความซับซ้อนของคำศัพท์
• โดยความแตกต่างอย่างค่อยเป็นค่อยไป: allopatric, peripatric, sympatric, quantum และ parapatric speciation

มันอาจจะเวียนหัวที่ต้องรู้คำศัพท์มากมายในช่วงเวลาเดียว แต่ไม่ต้องกังวลไปเพราะ ทุกอย่างจะชัดเจนขึ้นในบรรทัดต่อไปนี้. แนวคิดทั่วไปคือกระบวนการเก็งกำไรไม่ได้เกิดจากการแยกตัวทางภูมิศาสตร์ระหว่างประชากรสัตว์ใน เป็นเวลานานมาก เนื่องจากอุปสรรคทางพันธุกรรมและพฤติกรรมและการผสมพันธุ์ก็มีบทบาทสำคัญเช่นกัน สิ่งของ.

• คุณอาจสนใจ: "ความแตกต่างระหว่าง clade, taxon และ monophyletic group"

allopatric specation คืออะไร?

โดยไม่ต้องกังวลใจอีกต่อไป เรากำหนด allopatric speciation เป็น ที่เกิดจากสิ่งกีดขวางทางภูมิศาสตร์ที่ป้องกันการไหลของยีนระหว่างสองประชากร. เป็นปรากฏการณ์ภายนอกของสิ่งมีชีวิต เนื่องจากไม่ใช่การปรับตัวเริ่มต้น พฤติกรรม หรือปัจจัยภายในอื่นๆ ที่ส่งเสริมการเก็งกำไร สิ่งกีดขวางที่ผ่านไม่ได้เกิดขึ้นโดยแยกนิวเคลียสของประชากรออกเป็นสองส่วนหรือมากกว่านั้นซึ่งสิ่งมีชีวิตไม่สามารถเอาชนะได้

ด้วยเหตุนี้ allopatry และการแยกทางภูมิศาสตร์จึงเป็นคำศัพท์ที่ใช้แทนกันได้ เราจะแสดงให้คุณเห็นถึงกลไกการทำงานของกระบวนการสร้างความแตกต่างทางวิวัฒนาการด้วยตัวอย่างง่ายๆ

ตัวอย่างที่ใช้ได้จริง: แมลงเต่าทองและแม่น้ำ

ลองนึกภาพว่าในฝูงแมลงปีกแข็งที่มีบ้านขนาดใหญ่ พวกเขาเห็นบ้านของพวกมันถูกตัดขาดครึ่งโดยแม่น้ำ ส่วนหนึ่งของประชากรจะยังคงอยู่ด้านหนึ่งของคลื่นน้ำ ในขณะที่อีกด้านจะถูกแยกออกไป สมบูรณ์ตั้งแต่เริ่มแรกโดยที่สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังเหล่านี้มีกลไกการปรับตัวว่ายทวนกระแสน้ำและ เพื่อข้ามแม่น้ำ

ในแบบจำลองทั่วไปที่สุดของ allopatric speciation แต่ละ "ฝั่ง" ของแม่น้ำจะแสดงความต้องการที่แตกต่างกัน. ดังนั้น ตลอดชั่วอายุคน การคัดเลือกโดยธรรมชาติจะทำหน้าที่แตกต่างกันไปในแต่ละกลุ่มประชากร เลือกการกลายพันธุ์ที่แตกต่างกันเพื่อเพิ่มโอกาสในการอยู่รอดของสายพันธุ์ในช่องใหม่ที่สร้างขึ้นในแต่ละช่อง กรณี. ในท้ายที่สุด การเปลี่ยนแปลงที่ปรับตัวได้ระหว่างบุคคลจะแตกต่างกันอย่างมากระหว่างสองประชากร จนทำให้การสืบพันธุ์กลายเป็นไปไม่ได้

ลองจินตนาการว่าแม่น้ำหายไป ประชากรทางฝั่งตะวันออกได้พัฒนาปีกเพื่อหลบหนีจากผู้ล่าที่เป็นอันตรายจำนวนมาก และสิ่งนี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในรูปแบบร่างกายของแต่ละบุคคล

ในทางกลับกัน ประชากรตะวันตกมีการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยาที่สำคัญในส่วนปลาย การแยกจากกันเมื่อหลายพันปีก่อน เนื่องจากแหล่งอาหารเดียวของพวกมันคือ ใต้ดิน. ความแตกต่างทางพันธุกรรมเป็นเช่นนั้น แม้ว่าประชากรทั้งสองจะพบกันอีกครั้ง พวกเขาก็ไม่สามารถสืบพันธุ์กันเองได้อีกต่อไป บิงโก: เรามีสองสายพันธุ์ที่แตกต่างกันซึ่งก่อนหน้านี้มีเพียงหนึ่งเดียว.

ควรสังเกตว่านี่เป็นตัวอย่าง "หนังสือทั่วไป" เนื่องจากในความเป็นจริงอุปสรรคทางภูมิศาสตร์สามารถนำเสนอได้ ความโปร่งบางและบางกลุ่มของประชากรสามารถสืบพันธุ์กันเองได้ตลอดปี ปี. สิ่งสำคัญคือการไหลของยีนจะลดลงอย่างมาก แต่ไม่จำเป็นต้องหายไปทั้งหมด

ประเภทของสเปกตรัม allopatric

เมื่อคำศัพท์ชัดเจนด้วยตัวอย่างที่มองเห็นได้ชัดเจน (หรือมากกว่านั้น เราหวังว่า) เราสามารถปิดช่องว่างนี้โดยอธิบายว่าการเก็งกำไรแบบ allopatric มีอยู่สองประเภทหลัก เหล่านี้มีดังต่อไปนี้

1. Vicarant หรือ dicopatric allopatric speciation

แบบจำลองนี้ใช้ เมื่อสปีชีส์แยกออกเป็นสองกลุ่มใหญ่ เช่น การเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลกที่แยกสองทวีปออกจากกัน. เรากำลังจัดการกับกลไก "ขนาดใหญ่" ที่ช่วยให้การคัดเลือกโดยธรรมชาติสามารถกระทำในลักษณะที่แตกต่างกันระหว่างสองประชากรที่แยกจากกัน

2. peripatric allopatric speciation

รุ่นนี้ เกี่ยวข้องกับการแยกประชากรขนาดเล็กออกจากประชากรที่ใหญ่กว่ามาก. มีผู้เชี่ยวชาญบางคนที่โต้แย้งว่าไม่มีความแตกต่างระหว่างแบบจำลอง peripatric และ dicopatric แต่ผู้ที่ถือว่าพวกเขาเป็นสองหน่วยงาน ผู้เขียนแยกกันโต้แย้งว่าแรงคัดเลือกนั้นแตกต่างกันระหว่างประชากรขนาดเล็กและขนาดใหญ่ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมกระบวนการนี้จึงเป็นเช่นนั้น แตกต่าง.

ตัวอย่างเช่น ประชากรจำนวนน้อยไม่เพียงถูกกดดันจากการคัดเลือกและการคัดเลือกโดยธรรมชาติเท่านั้น บุคคลจำนวนน้อยลงสนับสนุนการกระทำของการเบี่ยงเบนทางพันธุกรรม นั่นคือ ความผันผวนของยีนในประชากรเนื่องจากความบังเอิญ

ฟื้นความคิดจากกรณีที่แล้ว สมมติว่าด้วง 10 ตัวแยกจากกันที่ฝั่งหนึ่งของแม่น้ำ และอีก 300 ตัวที่อยู่อีกฝั่งหนึ่ง ปรากฎว่าโดยทั่วไปแล้ว⅓ในนั้นเป็นสีขาวและส่วนที่เหลือเป็นสีเขียว หากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขนาดใหญ่เหยียบแมลงปีกแข็งสีขาว 3 ตัวในประชากรกลุ่มเล็กโดยบังเอิญ จีโนไทป์สีขาวอาจสูญหายไปตลอดกาล

ในขณะเดียวกัน หากสัตว์ไร้เดียงสาตัวนี้ฆ่าแมลงปีกแข็งสีขาว 3 ตัวโดยไม่ได้ตั้งใจด้วยฝีเท้าเดียวในประชากรกลุ่มใหญ่ ก็ยังมีพาหะของยีน "สีขาว" อีก 97 ตัว ดังนั้น แรงคัดเลือกจะแตกต่างกันมากในนิวเคลียสทั้งสอง และนิวเคลียสที่เล็กกว่ามักจะได้รับผลกระทบมากกว่าจากการสุ่มของสิ่งแวดล้อม

สรุป

อย่างที่คุณได้เห็น allopatric speciation เป็นกระบวนการที่น่าสนใจ มีลักษณะเฉพาะคือความแตกต่างของประชากรสองชนิดหรือมากกว่านั้นเนื่องจากสิ่งกีดขวางทางภูมิศาสตร์ที่ทำให้การไหลเวียนของยีนที่ถูกต้องเป็นไปไม่ได้.

ถึงกระนั้น ก็ไม่ได้หมายความว่าประชากรที่แตกเป็นเสี่ยงๆ จะส่งผลให้เกิดสายพันธุ์ใหม่ แน่นอนว่าถ้าด้วง 10 ตัวถูกแยกออกจากกลุ่ม 300 ตัว ประชากรใหม่จะหายไปเนื่องจากการปล้นสะดมหรือการขาดทรัพยากรโดยไม่ก่อให้เกิดกระบวนการ cladogenesis

ยิ่งไปกว่านั้น เป็นเวลานานแล้วที่ allopatric speciation ถือเป็นสิ่งที่สำคัญที่สุด เพราะอะไรถึงมีพลังมากกว่าสิ่งกีดขวางทางกายภาพที่ฟันฝ่าไม่ได้? ความก้าวหน้าในการศึกษาและการใช้พันธุศาสตร์แสดงให้เห็นว่าการตั้งสมมติฐานนี้ผิด: การเก็งกำไรแบบเห็นอกเห็นใจซึ่งเกิดขึ้นโดยไม่มีการแยกทางภูมิศาสตร์เป็นเรื่องปกติมากขึ้น คุณจะต้องรอโอกาสในอนาคตเพื่อให้เราอธิบายแนวคิดนี้ให้คุณฟัง ไม่ต้องสงสัยเลยว่าน่าสนใจพอๆ กับที่บรรยายไว้ที่นี่

การอ้างอิงบรรณานุกรม:

• Speciation, bioinformatica.uab.cat.
• Speciation, Complutense มหาวิทยาลัยมาดริด
• Allopatric speciation วิวัฒนาการที่ไม่หยุดยั้ง มหาวิทยาลัยเบิร์กลีย์.