SYMPATRISK SPESIASJON: KJENNETEGN OG EKSEMPLER - BIOLOGI - 2024

Den sympatriske spesiasjonen er en type spesiasjon som oppstår når to grupper av samme art som lever på samme geografiske beliggenhet utvikler seg annerledes, til de ikke lenger kan blande seg, og da regnes som forskjellige arter.

Generelt når populasjoner er adskilt fysisk, oppstår en viss reproduktiv isolasjon, det vil si at individer fra en populasjon mister muligheten til å avle med dem fra den andre befolkningen.

Synechococcus-bakterier, der sympatriske spesifikasjoner er observert

Eksempler på sympatrisk spesiasjon diskuteres ofte fordi de må vise overbevisende bevis på at de nye artene er avstammet fra den samme forfedersarten, samt eksistensen av reproduktiv isolasjon og at årsaken til fremveksten av den nye arten ikke er allopatri (spesiasjon) allopatric).

Sympatrisk spesiasjon kan sees i mange forskjellige typer organismer, inkludert bakterier, ciklidfisk og epleormflue. I naturen kan det imidlertid være vanskelig å vite når sympatrisk spesiasjon oppstår eller har skjedd.

Sympatrisk spesiasjon er unik fordi den finner sted mens to underpopulasjoner av samme art okkuperer det samme territoriet eller deler territorier som overlapper mye.

Selv om området der organismene lever er det samme, kan de deles inn i to forskjellige grupper som til slutt blir så genetisk forskjellige fra hverandre at de ikke lenger kan reprodusere seg med hverandre.

Når to grupper ikke lenger kan reprodusere og etterlate fruktbare avkom, regnes de som forskjellige arter. Imidlertid kan det være vanskelig å avgjøre om spesiasjonen som har funnet sted er av sympatrisk type, noe som har ført til mye diskusjon blant evolusjonsbiologiske forskere.

For eksempel trodde man opprinnelig at to nært beslektede spinnete arter utviklet seg gjennom sympatrisk spesiasjon, men etterfølgende forskning antyder at de to forskjellige artene uavhengig koloniserte innsjøen.

Den første koloniseringen førte til fremveksten av en spiny art, mens den andre arten utviklet seg fra den andre koloniseringen.

Kjennetegn på sympatrisk spesiasjon

Jerry Coyne og H. Allen Orr har utviklet fire kriterier for å utlede om arter har oppstått sympatrisk:

1-Artenes territorier må overlappe betydelig.

2-Det må være fullstendig spesiasjon (det vil si at de to artene ikke kan blande seg opp og etterlate fruktbart avkom).

3-Arten må være søsterarter (den mest beslektede med hverandre) eller en del av en gruppe som inkluderer en stamfar og alle dens etterkommere.

4-Historien til det geografiske territoriet og utviklingen av arten må være slik at allopatri virker veldig usannsynlig, siden sympatrisk spesiasjon er mye mindre vanlig enn allopatrisk.

Eksempler på sympatrisk spesiasjon

I planter

Sympatrisk spesiasjon er mer vanlig i planteverdenen. For eksempel produserer foreldreplanter avkom som er polyploide. Derfor lever avkommet i samme miljø som foreldrene, men er reproduktiv isolert.

Dette polyploidi-medierte spesiasjonsfenomenet oppstår som følger. Normalt har individer to sett med kromosomer (diploidy), ett fra hver av foreldrene.

Imidlertid kan feil i fordeling av kromosomer oppstå under celledeling, og dermed generere avkom med dobbelt så mange kopier (tetraploidy).

Å ha mer enn to kromosomsett regnes som polyploidy (poly = mange). I disse tilfellene forekommer uunngåelig reproduktiv isolasjon, da en populasjon av polyploide individer ikke kan avle med en populasjon av diploide individer.

I bakterier

Ekte eksempler på sympatrisk spesiasjon har sjelden blitt observert i naturen. Det antas at sympatisk spesiasjon forekommer hyppigere i bakterier, da bakterier kan utveksle gener med andre individer som verken er foreldre eller etterkommere, i en prosess kjent som horisontal genoverføring.

Det er observert sympatisk spesiasjon i Bacillus, i Synechococcus bakterier, i Vibrio splendidus bakterioplankton, blant andre.

Undergrupper av arter som gjennomgår sympatrisk spesiasjon vil utvise liten forskjell, ettersom de har vært divergerende i relativt kort tid, relativt til tidsskalaen hvor evolusjonen skjer.

En viktig faktor i tilfeller av sympatrisk spesiasjon antas å være tilpasning til miljøforholdene. Hvis noen medlemmer er spesialiserte for å leve i et bestemt miljø, kan den undergruppen fortsette å okkupere en annen miljønisje og etter hvert utvikle seg til en ny art over tid.

I ciklidfisk

Sympatrisk seleksjon kan også være et resultat av en kombinasjon av seksuell seleksjon og økologiske faktorer. Studier av afrikanske cichlidfisker i Nyasa-sjøen og andre innsjøer i det østafrikanske riftsystemet registrerer såkalte arter av arter (individer av samme art som 'samles' i en stor samling) som har oppstått i innsjøer økologisk. uniformer.

En slik tilstand reduserer sjansene for at allopatri er årsaken til spesiasjon betydelig, og kan føre til at grupper av kvinner i en populasjon utvikler høy affinitet for menn med forskjellige ekstreme fenotypiske egenskaper, som skalamark og lemmer. De skiller seg i størrelse fra gjennomsnittet.

Andre studier antyder at sympatri mellom ciklidfisk også forekommer i elvene som fôrer innsjøene i Rift System of East Africa, så vel som i kratersjøene i Nicaragua, der to arter av Midas cichlid fisk (Amphilophus) er funnet, som bor i Laguna de Apoyo i Nicaragua.

Forskerne analyserte DNA, utseende og økologi for disse to nært beslektede artene. De to artene, selv om de generelt sett er veldig like, har små forskjeller i utseende og kan ikke blandes.

Alt tilgjengelig bevis tyder på at den ene arten utviklet seg fra den andre. Midas cichlidbestand ble opprinnelig funnet i lagunen, mens den nyere arten utviklet seg nylig, noe som i evolusjonære termer betyr mindre enn 10.000 år siden.

I fluer

Et ekstremt nylig eksempel på sympatrisk spesiasjon kan forekomme i epleormflue, Rhagoletis pomonella.

Disse fluene pleide å legge eggene sine bare på frukt av hagtornstrær, men for mindre enn 200 år siden begynte noen fluer å legge eggene sine på epler.

Det er nå to grupper av epleormfluer: en som legger egg på hagtornstrær og en som legger egg på epler. Hannene ser etter kamerater i samme frukt som de vokste opp på, og hunnene legger eggene sine i samme frukt som de vokste opp på.

Derfor vil fluer som vokste på torner avle avkom på torner, og fluer som vokste på epler vil avle avkom på epler.

Det er allerede genetiske forskjeller mellom de to gruppene, og over lang tid (evolusjonær tid) kan de bli separate arter.

Ovennevnte demonstrerer hvordan spesiasjon kan oppstå selv når forskjellige undergrupper av samme art deler det samme geografiske territoriet.

referanser

1. Allender, CJ, Seehausen, O., Knight, ME, Turner, GF, & Maclean, N. (2003). Avvikende seleksjon under spesiasjonen av ciklidfiskene i innsjøen Malawi, utledes fra parallelle strålinger i nuptialfarging. Proceedings of the National Academy of Sciences, 100 (24), 14074–14079.
2. Geiger, MF, McCetary, JK, & Schliewen, UK (2010). Ikke en enkel sak - En første omfattende fylogenetisk hypotese for Midas cichlidkompleks i Nicaragua (Teleostei: Cichlidae: Amphilophus). Molecular Phylogenetics and Evolution, 56 (3), 1011–1024.
3. Givnish, T. & Sytsma, K. (2000). Molecular Evolution and Adaptive Radiation (1. utg.). Cambridge University Press.
4. Mallet, J., Meyer, A., Nosil, P., & Feder, JL (2009). Plass, sympatri og spesiasjon. Journal of Evolutionary Biology, 22 (11), 2332–2341.
5. McPheron, BA, Smith, DC, & Berlocher, SH (1988). Genetiske forskjeller mellom vertsløp av Rhagoletis pomonella. Nature, 336 (6194), 64-66.
6. Selz, OM, Pierotti, MER, Maan, ME, Schmid, C., & Seehausen, O. (2014). Kvinnelig preferanse for hannfarge er nødvendig og tilstrekkelig for assortativ parring hos 2 cichlid-søsterarter. Behavioral Ecology, 25 (3), 612–626.
7. Solomon, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). Biologi (7. utg.) Cengage Learning.
8. Sympatrisk spesiasjon. Gjenopprettet fra: evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/speciationmodes_05
9. Tilmon, K. (2008). Spesialisering, spesiasjon og stråling: The Evolutionary Biology of Herbivorous Insects (1. utg.). University of California Press.