Rozbieżność genetyczna - Genetic divergence

Genetyczne rozbieżność jest procesem, w którym dwie lub więcej populacji rodowego gatunku gromadzić niezależnych zmiany genetyczne ( mutacje ) w czasie, co często prowadzi do izolacji reprodukcyjnego dalszego mutacji nawet po populacje się rozrodczo samodzielnie przez pewien okres czasu, ponieważ ISN już nie wymiana genetyczna. W niektórych przypadkach subpopulacje żyjące w ekologicznie odmiennych środowiskach peryferyjnych mogą wykazywać dywergencję genetyczną od reszty populacji, zwłaszcza gdy zasięg populacji jest bardzo duży (patrz specjacja parapatryczna ). Różnice genetyczne między rozbieżnymi populacjami mogą obejmować ciche mutacje (niemające wpływu na fenotyp ) lub powodować znaczące zmiany morfologiczne i/lub fizjologiczne . Rozbieżność genetyczna zawsze będzie towarzyszyć izolacji reprodukcyjnej, albo z powodu nowych adaptacji poprzez selekcję i/lub z powodu dryfu genetycznego, i jest głównym mechanizmem leżącym u podstaw specjacji .

Na poziomie genetyki molekularnej dywergencja genetyczna jest spowodowana zmianami w niewielkiej liczbie genów gatunku, co prowadzi do specjacji . Jednak naukowcy argumentują, że jest mało prawdopodobne, aby dywergencja była wynikiem znaczącej, pojedynczej, dominującej mutacji w locus genetycznym, ponieważ gdyby tak było, osoba z tą mutacją miałaby zerową zdolność przystosowania . W konsekwencji nie mogły się rozmnażać i przekazywać mutacji kolejnym pokoleniom. Dlatego jest bardziej prawdopodobne, że dywergencja, a następnie izolacja reprodukcyjna , są wynikiem wielu małych mutacji nagromadzonych w czasie ewolucyjnym w populacji izolowanej z przepływu genów .

Przyczyny rozbieżności genetycznej

Efekt założyciela

Jedną z możliwych przyczyn rozbieżności genetycznej jest efekt założycielski , który polega na wyizolowaniu kilku osobników ze swojej pierwotnej populacji. Osoby te mogą nadreprezentować pewien wzór genetyczny, co oznacza, że ​​pewne cechy biologiczne są nadreprezentowane. Osoby te mogą tworzyć nową populację z różnymi pulami genów niż populacja pierwotna. Na przykład 10% pierwotnej populacji ma niebieskie oczy, a 90% ma brązowe oczy. Przypadkowo 10 osobników zostaje oddzielonych od pierwotnej populacji. Jeśli ta mała grupa ma 80% niebieskich oczu i 20% brązowych oczu, to ich potomstwo będzie miało większe prawdopodobieństwo posiadania allelu dla niebieskich oczu. W rezultacie odsetek populacji z niebieskimi oczami byłby wyższy niż populacji z brązowymi oczami, która różni się od pierwotnej populacji.

Efekt wąskiego gardła

Inną możliwą przyczyną rozbieżności genetycznej jest efekt wąskiego gardła . Efekt wąskiego gardła występuje, gdy zdarzenie, takie jak klęska żywiołowa, powoduje śmierć dużej części populacji. Przypadkowo pewne wzorce genetyczne będą nadreprezentowane w pozostałej populacji, podobnie jak w przypadku efektu założyciela .

Przełomowy wybór

Wykres przedstawiający selekcję dla ekstremów i względem średniej.

Rozbieżność genetyczna może wystąpić bez separacji geograficznej, poprzez selekcję zakłócającą . Dzieje się tak, gdy osobniki w populacji z zarówno wysokimi, jak i niskimi ekstremami fenotypowymi są bardziej sprawne niż fenotyp pośredni. Osoby te zajmują dwie różne nisze, w każdej niszy występuje rozkład cech Gaussa . Jeśli zmienność genetyczna między niszami jest wysoka, nastąpi silna izolacja reprodukcyjna. Jeśli zmienność genetyczna jest poniżej pewnego progu, nastąpi introgresja , ale jeśli zmienność przekracza pewien próg, populacja może się rozdzielić, prowadząc do specjacji.

Destrukcyjny dobór jest widoczny w bimodalnej populacji zięb Darwina , Geospiza fortis . Te dwa tryby specjalizują się w jedzeniu różnych rodzajów nasion, małych i miękkich, w porównaniu z dużymi i twardymi, co skutkuje dziobami o różnych rozmiarach i różnej mocy. Osobniki o pośrednich rozmiarach dzioba są wybierane przeciwko. Struktura utworu i reakcja na piosenkę również różnią się w obu trybach. Między dwoma rodzajami G. fortis występuje minimalny przepływ genów .

Bibliografia

  1. ^ „Izolacja reprodukcyjna” . Zrozumienie ewolucji . Berkeley.
  2. ^ B Palumbi Stephen R. (1994). „Rozbieżność genetyczna, izolacja reprodukcyjna i specjacja morska”. Roczny Przegląd Ekologii i Systematyki . 25 : 547-572. doi : 10.1146/annurev.ecolsys.25.1.547 . JSTOR  2097324 .
  3. ^ Mayr, Ernst (1942). Systematyka i pochodzenie gatunków . Nowy Jork: Wydawnictwo Uniwersytetu Columbia.
  4. ^ Biologia Campbella . Reece, Jane B., Campbell, Neil A., 1946-2004. (wyd. 9). Boston: Benjamin Cummings / Pearson. 2011. s. 476-480. Numer ISBN 978-0-321-55823-7. OCLC  624556031 .CS1 maint: inne ( link )
  5. ^ Hill, WG (01.01.2013), Maloy, Stanley; Hughes, Kelly (red.), „Disruptive Selection” , Encyklopedia genetyki Brennera (wydanie drugie) , San Diego: Academic Press, s. 333-334, doi : 10.1016/b978-0-12-374984-0.00411-3 , Numer ISBN 978-0-08-096156-9, pobrane 2020-11-16
  6. ^ B c Barton, NH (2010-06-12). „Jaką rolę w specjacji odgrywa dobór naturalny?” . Transakcje filozoficzne Towarzystwa Królewskiego B: Nauki biologiczne . 365 (1547): 1825-1840. doi : 10.1098/rstb.20100.0001 . ISSN  0962-8436 .
  7. ^ B c d e Hendry Andrew p; Huber, Sarah K; De Leon, Luis F; Herrel, Anthony; Podos, Jeffrey (22.02.2009). „Destrukcyjny dobór w bimodalnej populacji zięb Darwina” . Proceeding of Royal Society B: Nauki biologiczne . 276 (1657): 753-759. doi : 10.1098/rspb.2008.1321 . ISSN  0962-8452 . PMC  2660944 . PMID  18986971 .