SYMPATRINEN ERITTELY: OMINAISUUDET JA ESIMERKIT - BIOLOGIA - 2026

Sympatrisesta on eräänlainen spesiaatioon joka syntyy, kun kaksi ryhmää saman lajin asuu samassa maantieteellinen sijainti kehittyvät eri tavalla, kunnes niitä ei enää risteytyä, sitten pidetään eri lajia.

Yleensä, kun populaatiot fyysisesti erotetaan, syntyy tietty lisääntymiseristys, toisin sanoen yhden populaation yksilöt menettävät kykynsä risteytyä toisen populaation kanssa.

Synechococcus-bakteerit, joissa on havaittu sympatrista spesifikaatiota

Esimerkkejä sympatrisista spesifikaatioista keskustellaan usein, koska niiden on esitettävä vakuuttavia todisteita siitä, että uudet lajit ovat peräisin samoista esi-isälajeista, samoin kuin lisääntymiseristys ja että uusien lajien syntymisen syy ei ole allopatria (spesifikaatio) allopatrinen).

Sympatrinen spesifikaatio voidaan nähdä monissa erityyppisissä organismeissa, mukaan lukien bakteerit, siklikaloja ja omena-mato-lentää. Luonnossa voi kuitenkin olla vaikea tietää, milloin sympatrinen spesifikaatio tapahtuu tai tapahtui.

Sympatrinen spesifikaatio on ainutlaatuinen, koska se tapahtuu, kun saman lajin kaksi alaryhmää miehittää saman alueen tai jakavat alueita, jotka ovat päällekkäin.

Vaikka alue, jolla organismit elävät, on sama, ne voidaan jakaa kahteen eri ryhmään, jotka lopulta muuttuvat niin geneettisesti toisistaan, että ne eivät enää voi lisääntyä toistensa kanssa.

Kun kaksi ryhmää ei enää pysty lisääntymään ja jättämään hedelmällisiä jälkeläisiä, niitä pidetään eri lajeina. Kuitenkin voi olla vaikea määrittää, onko tapahtunut spesifikaatio sympatrinen, mikä on johtanut paljon keskustelua evoluutiobiologian tutkijoiden keskuudessa.

Esimerkiksi alun perin ajateltiin, että kaksi läheisesti sukua olevaa piikkilajia kehittyi sympatrisen spesifikaation avulla, mutta myöhemmät tutkimukset viittaavat siihen, että nämä kaksi eri lajia asuttivat itsenäisesti järven.

Ensimmäinen kolonisaatio johti yhden piikkilajien esiintymiseen, kun taas muut lajit kehittyivät toisesta kolonisaatiosta.

Sympatrisen spesifikaation ominaispiirteet

Jerry Coyne ja H. Allen Orr ovat kehittäneet neljä kriteeriä päätelläkseen, onko lajeja syntynyt sympatrisesti:

1-Lajien alueiden on oltava päällekkäin.

2 - On oltava täydellinen spesifikaatio (ts. Kaksi lajia eivät voi risteytyä ja jättää hedelmällisiä jälkeläisiä).

3-Lajien on oltava sisarlajeja (toisiinsa eniten sukulaisia) tai osan ryhmästä, johon kuuluu esi-isä ja kaikki sen jälkeläiset.

4 - Maantieteellisen alueen historian ja lajien kehityksen on oltava sellaisia, että allopatry vaikuttaa hyvin epätodennäköiseltä, koska sympatrinen spesifikaatio on paljon vähemmän yleistä kuin allopatric.

Esimerkkejä sympatrisesta spesifikaatiosta

Kasveissa

Sympatrinen spesifikaatio on yleisempää kasvien maailmassa. Esimerkiksi vanhemmat kasvit tuottavat jälkeläisiä, jotka ovat polyploideja. Siksi jälkeläiset asuvat samassa ympäristössä kuin vanhempansa, mutta ovat lisääntymisessä eristyneitä.

Tämä polyploidian välittämä spesiointiilmiö tapahtuu seuraavasti. Normaalisti yksilöillä on kaksi sarjaa kromosomeja (diploidia), yksi jokaisesta vanhemmasta.

Kromosomien jakautumisessa voi kuitenkin tapahtua virheitä solujakautumisen aikana, jolloin syntyy jälkeläisiä, joilla on kaksi kertaa enemmän kopioita (tetraploidia).

Useampien kuin kahden kromosomijoukon pitämistä pidetään polyploidiana (poly = monia). Näissä tapauksissa lisääntymiseristys tapahtuu väistämättä, koska polyploidisten yksilöiden populaatio ei voi ristua diploidisten yksilöiden populaation kanssa.

Bakteereissa

Totta esimerkkejä sympatrisista spesifikaatioista on harvoin havaittu luonnossa. Sympatrisen spesifikaation uskotaan tapahtuvan useammin bakteereissa, koska bakteerit voivat vaihtaa geenejä muiden yksilöiden kanssa, jotka eivät ole vanhempia eivätkä jälkeläisiä, prosessissa, jota kutsutaan horisontaaliseksi geeninsiirtoksi.

Sympatrista spesifikaatiota on havaittu muun muassa Bacilluksessa, Synechococcus-bakteerilajeissa, Vibrio splendidus -bakterioplanktonissa.

Niiden lajien alaryhmissä, jotka ovat läpikäymässä sympatrista spesifikaatiota, tulee olemaan pieni ero, koska ne ovat olleet toisistaan ​​poikkeavia suhteellisen lyhyen ajan suhteessa evoluution aikatauluun.

Tärkeän tekijän sympatrisen spesifikaation tapauksissa uskotaan olevan mukautuminen ympäristöoloihin. Jos jotkut jäsenet ovat erikoistuneet elämään tietyssä ympäristössä, kyseinen alaryhmä voi edelleen käyttää toista ympäristörakoa ja lopulta muuttua ajan myötä uudeksi lajeksi.

Cichlid-kaloissa

Sympatrinen valinta voi olla myös seuraus seksuaalisen valinnan ja ekologisten tekijöiden yhdistelmästä. Nyasa-järven ja muiden Itä-Afrikan riftijärjestelmän järvien afrikkalaisista siksakaloista tehdyissä tutkimuksissa kirjataan ns. Lajien parvia (samojen lajien yksilöitä, jotka "kokoontuvat" suureen kokonaisuuteen), jotka ovat syntyneet järvissä ekologisesti. univormut.

Tällainen tila vähentää huomattavasti mahdollisuuksia, että allopatry on spesifikaation aiheuttaja, ja se voi johtaa naisryhmiin väestössä, jolla kehittyy korkea affiniteetti miehiin, joilla on erilaiset äärimmäiset fenotyyppiset piirteet, kuten mittamerkit ja raajat. Ne eroavat kooltaan keskimääräisistä yksilöistä.

Muut tutkimukset viittaavat siihen, että siklikalpojen välistä sympatria esiintyy myös jokissa, jotka ruokkivat Itä-Afrikan Rift-järviä, sekä Nicaraguan kraatterijärveissä, joissa esiintyy kahta Mida cichlid -kalalajia (Amphilophus), jotka asuvat Laguna de Apoyossa Nicaraguassa.

Tutkijat analysoivat näiden kahden läheisesti sukua olevan lajin DNA: ta, ulkonäköä ja ekologiaa. Molemmilla lajeilla, vaikka yleensäkin hyvin samankaltaiset, ulkonäössä on pieniä eroja, eikä niitä voida korvata.

Kaikki saatavilla olevat todisteet viittaavat siihen, että yksi laji kehittyi toisesta. Midas-siksakidipopulaatio löydettiin alun perin laguunista, kun taas uudemmat lajit kehittyivät äskettäin, mikä evoluution kannalta tarkoittaa alle 10 000 vuotta sitten.

Perhoissa

Äärimmäisen tuore esimerkki sympatrisesta spesifikaatiosta voi esiintyä omenamato-kärpäsessä, Rhagoletis pomonella.

Nämä kärpäset munivat muniaan vain orapihlajapuiden hedelmiin, mutta vähemmän kuin 200 vuotta sitten jotkut kärpäset alkoivat munia munansa omenoilla.

Nyt on olemassa kaksi ryhmää omenomato-lentää: yksi, joka munii munia orapihlajapuissa ja toinen, joka munii omenoissa. Urokset etsivät tovereita samantyyppisistä hedelmätyypeistä, joista he ovat kasvaneet, ja naaraat munivat munansa samoissa hedelmätyypeissä, joissa he varttuivat.

Tästä syystä piikillä kasvaneet kärpäset kasvattavat jälkeläisiä piikissä ja omenoissa kasvanut kärpäset lisäävät jälkeläisiä omenoissa.

Kahden ryhmän välillä on jo geneettisiä eroja, ja pitkästä ajanjaksosta (evoluutioaika), niistä voi tulla erillisiä lajeja.

Yllä oleva osoittaa, kuinka erittely voi tapahtua, vaikka saman lajin eri alaryhmillä on sama maantieteellinen alue.

Viitteet

1. Allender, CJ, Seehausen, O., Knight, ME, Turner, GF, & Maclean, N. (2003). Erilainen valinta Malawi-järven kichlidikalojen eritelmissä, jotka on johdettu rinnan säteilystä rinnassa. Kansallisen tiedeakatemian julkaisut, 100 (24), 14074–14079.
2. Geiger, MF, McCrary, JK ja Schliewen, UK (2010). Ei yksinkertainen tapaus - Ensimmäinen kattava fylogeneettinen hypoteesi Midas-cichlid-kompleksille Nicaraguassa (Teleostei: Cichlidae: Amphilophus). Molecular Phylogenetics and Evolution, 56 (3), 1011–1024.
3. Givnish, T. & Sytsma, K. (2000). Molekyylin evoluutio ja adaptiivinen säteily (1. painos). Cambridge University Press.
4. Mallet, J., Meyer, A., Nosil, P., ja Feder, JL (2009). Avaruus, sympatria ja spesifikaatio. Journal of Evolutionary Biology, 22 (11), 2332–2341.
5. McPheron, BA, Smith, DC, ja Berlocher, SH (1988). Geneettiset erot Rhagoletis pomonellan isäntäkilpailujen välillä. Nature, 336 (6194), 64-66.
6. Selz, OM, Pierotti, MER, Maan, ME, Schmid, C., & Seehausen, O. (2014). Naispuoliset mieluummat miehen väreistä ovat välttämättömiä ja riittäviä assortatiiviseen paritukseen kahdella sikli sisarlajilla. Käyttäytymisekologia, 25 (3), 612–626.
7. Solomon, E., Berg, L. ja Martin, D. (2004). Biologia (7. painos) Cengage Learning.
8. Sympatrinen erittely. Palautettu osoitteesta: evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/speciationmodes_05
9. Tilmon, K. (2008). Erikoistuminen, erittely ja säteily: Herbivororisten hyönteisten evoluutiobiologia (1. painos). University of California Press.