SIMPATIČNA SPECIFIKACIJA: KARAKTERISTIKE I PRIMJERI - BIOLOGIJA - 2026

Simpatrična specijacija je vrsta specijacija što se događa kada se dvije grupe iste vrste koje žive na istom zemljopisnom položaju Evolve drugačije, sve dok se više ne mogu križati, a zatim razmotriti različite vrste.

Općenito, kada se populacije fizički razdvoje, nastaje određena reproduktivna izolacija, odnosno pojedinci u jednoj populaciji gube sposobnost križanja s onom u drugoj populaciji.

Bakterija Synechococcus, kod koje je opažena simpatička specifikacija

O primjerima simpatičke specifikacije često se raspravlja jer moraju pokazati uvjerljive dokaze da su nove vrste porijeklom od iste vrste predaka, kao i postojanje reproduktivne izolacije i da uzrok nastanka nove vrste nije alopatrija (specifikacija alopatrijske).

Simpatičke specifikacije mogu se vidjeti u mnogim različitim vrstama organizama, uključujući bakterije, ribu цихlida i muhe jabučnog crva. Međutim, u prirodi može biti teško znati kada se pojavljuje ili događa simpatična specifikacija.

Simpatična specifikacija jedinstvena je jer se odvija dok dvije potpopulacije iste vrste zauzimaju isti teritorij ili dijele teritorija koja se uvelike preklapaju.

Iako je područje u kojem organizmi žive isto, oni se mogu podijeliti u dvije različite skupine koje se s vremenom postaju toliko genetski različite da se više ne mogu razmnožavati jedna s drugom.

Kad se dvije skupine više ne mogu razmnožavati i ostaviti plodno potomstvo, smatraju se različitim vrstama. Međutim, može biti teško utvrditi je li vrsta koja se dogodila simpatičnog tipa, što je dovelo do mnogo rasprava među istraživačima evolucijske biologije.

Primjerice, prvobitno se mislilo da su se dvije blisko povezane špinatke razvijale simpatičnom specifikacijom, ali kasnija istraživanja pokazuju da su dvije različite vrste neovisno kolonizirale jezero.

Prva kolonizacija dovela je do pojave jedne vrste špinat, dok je druga vrsta evoluirala od druge kolonizacije.

Karakteristike simpatičke specifikacije

Jerry Coyne i H. Allen Orr razvili su četiri kriterija za zaključivanje jesu li vrste nastale simpatički:

1-Područja vrste moraju se značajno preklapati.

2-Mora postojati potpuna vrsta (to jest da se dvije vrste ne mogu križati i ostaviti plodno potomstvo).

3-Vrsta mora biti sestrinska vrsta (najviše povezana jedna s drugom) ili dio skupine koja uključuje pretka i sve njegove potomke.

4 - Povijest zemljopisnog teritorija i evolucija vrsta moraju biti takvi da alopatrija izgleda vrlo malo vjerovatno, jer je simpatička specifikacija mnogo rjeđa od alopatrijske.

Primjeri simpatičke specifikacije

U biljkama

Simpatična specifikacija češća je u biljnom svijetu. Na primjer, roditeljske biljke proizvode potomke koji su poliploidni. Dakle, potomstvo živi u istom okruženju kao i njihovi roditelji, ali je reproduktivno izolirano.

Ova pojava posredovana poliploidijom događa se kako slijedi. Pojedinci obično imaju dva seta kromosoma (diploidija), po jedan od svakog roditelja.

Međutim, pogreške u raspodjeli kromosoma mogu se pojaviti tijekom diobe stanica, što stvara potomstvo s dvostruko većim brojem kopija (tetraploidija).

Imati više od dva skupa kromosoma smatra se poliploidijom (poly = mnogo). U tim se slučajevima neizbježno događa reproduktivna izolacija, jer se populacija poliploidnih jedinki ne može križati sa populacijom diploidnih jedinki.

U bakterijama

Pravi primjeri simpatičke specifikacije rijetko su primijećeni u prirodi. Smatra se da se simpatičke specifikacije češće pojavljuju u bakterijama, jer bakterije mogu razmjenjivati ​​gene s drugim pojedincima koji nisu ni roditelji ni potomci, u procesu poznatom kao horizontalni prijenos gena.

Simpatička specifikacija primijećena je u Bacillusu, u bakterijama Synechococcus vrsta, u bakteriji Vibrio splendidus bakterioplankton.

Podgrupe vrsta koje su podvrgnute simpatičkoj specifikaciji pokazat će malu razliku, jer se razilaze relativno kratko vrijeme, u odnosu na vremensku skalu u kojoj se odvija evolucija.

Smatra se da je važan čimbenik u slučajevima simpatičke specifikacije prilagodba uvjetima na okolišu. Ako su neki članovi specijalizirani za život u određenom okruženju, ta će se podskupina možda i dalje zauzimati u različitom nišu okoliša i vremenom će s vremenom evoluirati u novu vrstu.

U cichlid ribama

Simpatična selekcija također može biti rezultat kombinacije seksualnog odabira i ekoloških čimbenika. Studije riba afričkog ciklida u jezeru Nyasa i drugim jezerima u Istočnoafričkom sustavu rift bilježe takozvana jata vrsta (jedinke iste vrste koje se "okupljaju" u velikom skupu) koje su se na ekološkim jezerima pojavile. uniforme.

Takav uvjet značajno smanjuje vjerojatnost da je alopatrija uzrok specijalizacije i može rezultirati skupinama ženki unutar populacije koji će razviti visok afinitet prema mužjacima različitih ekstremnih fenotipskih osobina, poput skala i udova. Oni se razlikuju po veličini od prosječnih pojedinaca.

Druge studije sugeriraju da se simpatija između riba цихlida događa i u rijekama koje hrane jezera riftnog sustava Istočne Afrike, kao i u kraterima jezera Nikaragve, gdje se nalaze dvije vrste mida cichlid ribe (Amfilophus), koji žive u Laguni de Apoyo u Nikaragvi.

Istraživači su analizirali DNK, izgled i ekologiju ove dvije blisko povezane vrste. Dvije vrste, iako su uglavnom vrlo slične, imaju male razlike u izgledu i ne mogu ih se međusobno povezati.

Svi dostupni dokazi upućuju na to da je jedna vrsta evoluirala od druge. Populacija Midasovih ciklida prvobitno je pronađena u laguni, dok su novije vrste evoluirale nedavno, što u evolucijskom smislu znači prije manje od 10.000 godina.

U mušicama

U mušici jabučnog crva, Rhagoletis pomonella, može se pojaviti izuzetno novi primjer simpatičke specifikacije.

Te su muhe odlagale svoja jaja samo na plodovima gloga, ali prije manje od 200 godina neke su muhe počele polagati jaja na jabuke.

Sada postoje dvije grupe muha od jabučnog crva: ona koja odlaže jaja na stabljike gloga i jedna koja jaja polaže na jabuke. Mužjaci traže prijatelje u istoj vrsti voća na kojem su odrasli, a ženke polažu jaja u istu vrstu voća na kojoj su odrasle.

Stoga će muhe koje su rasle na trnju uzgajati potomstvo na trnju, a muhe koje su rasle na jabukama uzgajat će potomstvo na jabukama.

Već postoje genetske razlike između dviju skupina, a tijekom dugog vremenskog razdoblja (evolucijsko vrijeme), oni bi mogli postati zasebne vrste.

Navedeno pokazuje kako se specijalizacija može pojaviti čak i kada različite podskupine iste vrste dijele isti zemljopisni teritorij.

Reference

1. Allender, CJ, Seehausen, O., Knight, ME, Turner, GF, & Maclean, N. (2003). Divergentna selekcija tijekom specifikacije riba цихlida u jezeru Malavi izvedena iz paralelnih zračenja u obojenim obojenostima. Zbornik radova Nacionalne akademije znanosti, 100 (24), 14074–14079.
2. Geiger, MF, McCrary, JK, i Schliewen, Velika Britanija (2010). Nije jednostavan slučaj - Prva sveobuhvatna filogenetska hipoteza za Midasov ciklidni kompleks u Nikaragvi (Teleostei: Cichlidae: Amfilophus). Molekularna filogenetika i evolucija, 56 (3), 1011–1024.
3. Givnish, T. i Sytsma, K. (2000). Molekularna evolucija i adaptivno zračenje (1. izd.). Cambridge University Press.
4. Mallet, J., Meyer, A., Nosil, P., & Feder, JL (2009). Prostor, simpatičnost i specifičnost. Časopis za evolucijsku biologiju, 22 (11), 2332–2341.
5. McPheron, BA, Smith, DC i Berlocher, SH (1988). Genetske razlike između domaćina rasa Rhagoletis pomonella. Priroda, 336 (6194), 64-66.
6. Selz, OM, Pierotti, MER, Maan, ME, Schmid, C., & Seehausen, O. (2014). Ženska preferencija prema muškoj boji je nužna i dovoljna za asortativno parenje kod 2 sestre cichlid. Ekologija ponašanja, 25 (3), 612–626.
7. Solomon, E., Berg, L. i Martin, D. (2004). Biologija (7. izd.) Cengage Learning.
8. Simpatična specifikacija. Oporavilo sa: evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/speciationmodes_05
9. Tilmon, K. (2008). Specijalizacija, specifikacija i zračenje: evolucijska biologija biljojedivih insekata (1. izd.). University of California Press.