Allopatric artsdannelse
n. Definition: En artsdannelse, hvor biologiske populationer er fysisk isoleret af en ydre barriere og udvikle sig iboende (genetiske) reproduktiv isolation
Indholdsfortegnelse
Vi kan definere artsdannelse som en proces, hvor den nye genetisk uafhængig gruppe af organismer, der er dannet gennem processen med udvikling., I en anden definition forklares speciering som den proces, hvormed den genetisk homogene population opdeles i forskellige populationer, der gennemgår genetisk differentiering og reproduktionsisolering. Det kan således udledes, at biogeografisk isolering fører til dannelsen af en ny art gennem speciering.
geografisk isolering betyder adskillelse enten på grund af geografiske ændringer eller migration af nogle medlemmer af arten, mens andre forblev på oprindelsesstedet., Eksempler på geografisk isolering inkluderer også et scenarie, hvor en befolkning vandrede til en ø, der således er adskilt fra fastlandsbefolkningen. Disse to populationer vil udvikle sig separat.
Allopatric Speciation Definition
Allopatric er et græsk ord. Allopatrisk betyder”geografisk”. Allopatric artsdannelse er også betegnes som geografisk artsdannelse, dumbbell model, og vicariant artsdannelse. Så hvordan kan vi definere allopatric speciation?, I enkle ord refererer det til den art, der opstod mellem to populationer af samme art, der var blevet isoleret fra hinanden på grund af geografiske barrierer. Speciering er en gradvis proces, hvorved populationer udvikler sig til nye arter.
fordelene ved speciering inkluderer, at den lærer organismerne at opretholde sig selv under svære miljøforhold, og den økologiske balance mellem abiotiske og biotiske komponenter opretholdes. På den anden side omfatter ulemperne ved speciering, at dens data ikke kan opnås fra fossile brændstoffer., Desuden er hele processen med speciering fraværende i den aseksuelle art, og den kan kun anvendes på populationer og samfund, der er i total isolation geografisk. (Shapiro et al., 2016)
Der er mange måder, hvorpå specieringsprocessen finder sted. Oprindelsen af nye arter fra den gamle over tid og multiplikation af arter, hvor en enkelt art er opdelt i flere af dem er to af de mest citerede måder for artsdannelse.,
Artsdannelse er blevet observeret som en tre-trins proces:
- Den hurtige isolationer af de arter,
- divergens i individualities af de populationer, der er adskilt
- Den sidste scene, de arter, opretholde isolation og reproducere sig selv
nyere forskning viser undersøgelser, at de to første trin finder sted på samme tid, og dermed bane vej for den tredje fase.,
Årsager til Artsdannelse
Mange årsager er ansvarlige for processen for artsdannelse. Naturlig udvælgelse, genetisk drift, migration, kromosomale mutationer, naturlige årsager og reduktion af genstrømmen er nogle af de bemærkelsesværdige årsager.,
ved naturlig udvælgelse udvikler forskellige individer nogle forskellige egenskaber, der overføres fra en generation til en anden, mens der i genetisk drift forekommer den tilfældige ændring i allelfrekvenserne i befolkningen.
selvom genetisk drift er en væsentlig årsag til speciering, hævder nogle forskere, at en sådan proces ikke er årsagen til speciering, snarere resulterer i evolution.,
der er mange tilfælde, hvor arter har tendens til at migrere fra et bestemt sted til et andet på jagt efter mad og husly; således akkumulerer de nogle forskellige træk, der forårsager artsdannelse i de næste generationer.
I kromosomale mutationer, af naturlige årsager, og begrænsning af genspredning, artsdannelse opstår på grund af progression af kromosom-mutationer, forekomsten af naturlige begivenheder som en oversvømmelse, der gennemskærer arter i to, og den hurtige reduktion af strømmen af genet hhv.,
Fire Typer af Artsdannelse
De typer og klassifikationer af artsdannelse er baseret på den kendsgerning, at hvor meget den geografiske adskillelse af befolkningen, der bor i det pågældende område for aldre bidrager til processen for forbedring i de gener, og i sidste ende giver anledning til nye arter. Derfor, baseret på den nævnte id.er speciationen opdelt i fire typer., De er:
- Allopatric Artsdannelse
- Sympatiske Artsdannelse
- Peripatric Artsdannelse
- Parapatric Artsdannelse
detaljer for alle fire typer af artsdannelse kan ses i Figur 1. Desuden er procesdetaljerne med individuelle trin også blevet uddybet i Figur 1.
Allopatric Artsdannelse (Biologi)
I biologi, er den type af artsdannelse, der opstår, når to oprindelige bestande af samme art og karakteristika bliver adskilt fra hinanden på grund af den geografiske ændringer kaldes allopatric artsdannelse, og befolkningen om, at ændringer betegnes som allopatric befolkninger., I en sådan form for speciering forekommer isoleringen på grund af eksistensen af fysiske barrierer, såsom floder, ørkener, betydelige afstande eller bjerge. Disse fysiske barrierer forhindrer dem i regelmæssig parring, så en afstamning til at speciere er forårsaget.
modellen til allopatrisk speciering blev undersøgt og derefter senere præsenteret af Ernst Mayr i begyndelsen af det 19.århundrede. Ideen bag arbejdet med Mayrs model var, at når de større populationer er opdelt i mindre grupper af populationer på grund af visse geografiske barrierer, opstår der nye arter., Således begynder arten i stedet for at parre med deres originale racer at tilpasse sig deres nye miljøer, overvinde forskellene og til sidst udvikle sig til nye arter. Derfor forekommer allopatrisk speciering i tre faser., I den første fase, den befolkninger bliver fysisk adskilt fra hinanden, på grund af miljømæssige forstyrrelser, den anden fase af divergens af de adskilte arter, der opstår via ændringer i taktik parring og betingelser for habitat-og endelig, at de bliver adskilt reproduktivt, der betyder, at der ikke kan krydses og udveksle gener med deres mor befolkninger snarere hele processen for artsdannelse starter i det nye samfund., For de detaljerede trin i allopatric speciation, gå til: trin i Allopatric Speciation
hele progressionen af allopatric speciation er blevet opdelt i to hovedmodeller: vicariance og peripatric. Hovedforskellen mellem begge disse modeller er deres befolkningsstørrelser og mekanismen bag den geografiske isolering. Allopatry og vicariance er terminologierne, der bruges til at forklare forholdet mellem organismer, hvis intervaller ikke interagerer med hinanden., Udtrykket interval for et bestemt sæt af arter er ofte omtalt som de geografiske områder, hvor disse organismer er fundet.
den allopatriske artsdannelse af uglen er et eksempel på allopatrisk artsdannelse, som vist i figur 2. Den Mexicanske plettet ugle og den Nordlige plettet ugle er adskilt af floder, og derfor isoleret fra hinanden ved hjælp af geografiske barriere resulterede i allopatric artsdannelse., De erhvervede funktioner, der adskiller sig fra hinanden, da de udviklede sig og tilpassede sig uafhængigt over tid, da de beboede forskellige geografiske placeringer med tydeligt klima og økosystem. (Wang et al. For 2016)
Sympatiske artsdannelse
Sympatiske artsdannelse er den type af artsdannelse, hvori nye arter er dannet for en oprindelig befolkning, der hverken er geografisk isoleret, og heller ikke have nogen barrierer i dem. Hele konceptet, hvor den nye art stammer fra de levesteder, der er til stede i stærkt overlappende og ikke-skelnelige områder, gør den sympatiske artsdannelse forskellig fra andre typer artsdannelse., Desuden er denne type artsdannelse i bakterier meget almindelig, fordi de overfører deres gener både inden for deres samfund og til afkom, når de er i reproduktionsprocessen.
forskerne undersøger stadig årsagerne, der er ansvarlige for sympatrisk speciering, fordi det ikke er meget almindeligt i modsætning til allopatriske, parapatriske og peripatriske typer af speciering. Stadig kan nogle af dens eksempler findes i naturen., For eksempel forekommer det hos planteædende insekter, når de begynder at fodre og parre på de nye planter, eller når en ny geografisk plante introduceres i deres habitat, der passer dem temmelig godt.
Eksempler på den sympatiske artsdannelse omfatter apple maddike fluer, der lagde æg omkring 200 år siden, og at opdrættet kun er på hawthorns, men som nu, deres æg kan nemt placeres på både indenlandske æbler og hawthorns.et andet eksempel er cichlider, Amphilophous sp. (en type fisk) fundet i søen Apoyo til stede i Nicaragua., Forskerne analyserede nøje to arter af cichlider, der var meget ens, men havde små afvigelser i udseende. Forskerne konkluderede, at den ene art af fisken udviklede sig til at danne den anden for nylig, men mere specifikt antages det, at arten af cichlider udviklede sig for mindre end ti tusind år siden. (Richards et al ., 2019)
Allopatric vs., sympatrisk artsdannelse
i allopatrisk artsdannelse er geografisk isolation nøglefaktoren, hvorimod kravet om geografisk artsdannelse er mindst i sympatrisk artsdannelse. Tilsvarende, i den tidligere type speciering, udvælgelsesmetoden er den naturlige udvælgelsesdifferentieringsmetode, mens senere, hovedvalgmetoden er polyploidi., Desuden er hele processen med at skabe nye arter meget hurtig i allopatrisk artsdannelse, og den kan findes i både planter og dyr sammenlignet med den sympatiske artsdannelse, hvor processen med generation af nye arter er lav og kun kan findes i planter.
Peripatric speciation
Peripatric speciation er den type speciation, hvor medlemmer af samme samfund, grænse eller periferi og en større population adskiller sig fra dem, og til sidst udvikler de sig som en separat art med tiden., Det kaldes undertiden en speciel type allopatrisk speciering, når størrelsen på den tilgængelige isolerede underpopulation er relativt lille. Derfor er genetisk drift i en sådan speciering enorm, da den virker meget hurtigt i mindre populationer. Således bærer det lille antal organismer, der lever i det pågældende område, undertiden de sjældne gener, der overføres til hele samfundet af nye arter, og dermed under dets indflydelse dannes sættet af nye arter under den peripatriske speciering.,
London underjordisk myg tilhørende arten af Cule.pipiens, som blev fundet i London, Det Forenede Kongerige i det 19. århundrede, var en variant af myggen, Cule. pipiens. Petroica multicolor, en australsk fugl, er et andet eksempel på peripatrisk speciering. (Colvin, A., 2018)
Parapatric artsdannelse
hvilken type af artsdannelse, der opstår, når en bestemt population af en bestemt gruppe af arter, hovedsageligt adskilt fra hinanden og har et snævert område, hvor deres intervaller kan overlappe hinanden, kaldes parapatric adskillelse., Den relative ulige fordeling af medlemmer opdelt i underpopulationen og de delvise tropologiske barrierer er nogle af årsagerne til denne type artsdannelse.
Ikke-tilfældig forekommende for parring, ulige forekomsten af genspredning, og forekomster af befolkningsgrupper, både i kontinuerlige og diskontinuerlige geografiske områder er nogle af de særlige kendetegn på parapatric artsdannelse.,
den komparative tilknytning mellem organismerne, hvis intervaller ikke overlapper signifikant, men støder op til hinanden, beskrives ved ordene “parapatric” og “parapatry” i biogeografi. Desuden er det blevet observeret, at selv om befolkningen her er kontinuerlig, er det blevet set, at befolkningen ikke er i stand til at parre tilfældigt.
Antho .anthum odoratum, en velkendt græsart, er et meget almindeligt eksempel på parapatrisk speciering., Det er set, at nogle af de arter af sådanne græs, der bor ved siden af miner har skabt tolerance til heavy metal i deres karakter, mens de resterende arter, som ikke findes tilstødende km ikke har fået at særlig tolerance mod tungmetaller, men at være tæt på en anden er der stadig en mulighed for, at begge arter kan komme tættere på hinanden, lyd fra sig, befrugte hinanden, og de kan således anledning til et nyt sæt af arter, som har avancerede egenskaber.,lting i reproduktiv isolation
Første trin af artsdannelse: geografiske barriere for dannelsen
Funktion: Nye arter geografisk isoleret fra den oprindelige befolkning
Eksempel: Charles Darwins Galapagos Finker
Første trin af artsdannelse: genetisk polymorfi
Funktion: Nye arter coinhabits med den oprindelige befolkning i den samme geografiske region
Eksempel: moderplanter til at frembringe afkom, der er polyploide., Derfor lever afkommet i det samme miljø som deres forældre, men er reproduktivt isoleret.
Første trin af artsdannelse: nye økologiske niche
Funktion: de Nye arter, der har erhvervet en ny niche, der støder op til den overordnede niche., Fordi de kun er delvist adskilt, kan de to arter stadig komme i kontakt fra tid til anden ved at krydse barrieren, indtil reproduktiv isolering er nået.
Eksempel: Ensatina salamandre i Central Valley i Californien
Første trin af artsdannelse: nye økologiske niche
Funktion: de Nye arter, der har erhvervet en ny eller en isoleret niche, fx, et nyt levested inden for det samme geografiske område af den oprindelige (forfædres) Art. Svarende til allopatric artsdannelse men indebærer en relativt mindre enhed.,ntered i London Undgerground i det 19 århundrede
Trin af Allopatric Artsdannelse
Det er et meget velkendt faktum, at før processen for artsdannelse opstod, var der en population af organismer, der havde de samme egenskaber, og de havde alle den frihed til at parre sig med hinanden frit og med succes., Derfor var der altid det samme sæt individer, der boede i et levested. Som beskrevet tidligere er hovedårsagen til den allopatriske speciering den geografiske barriere, der skabes mellem befolkningen af samme individualitet, og de kan derfor ikke længere klassificeres som den samme art.
Hvordan ser artsdannelse opstå?
Hvad er det første skridt i allopatric speciation?, I det første trin sker den geografiske ændring. Det resulterer i adskillelsen af gruppen af organismer fra deres moderhabitat. De jordiske ændringer kan forekomme på grund af naturlige og syntetiske årsager.
dannelsen af en ny bjergkæde, den vulkanske eksplosion, evaluering af nye vandveje, den hurtige vækster af nye kløfter, og den alvorlige resultater af naturkatastrofer er nogle af de naturlige årsager til disse forskelle., En anden grund til migrationen af nogle befolkninger til et andet område er menneskelige aktiviteter såsom overdreven modernisering af ordet, luft, vand, og jord befolkninger.
i det næste trin begynder udviklingen af gener. Gen, i biologi, er defineret som de specifikke forbindelser af nukleotiderne, der har funktionaliteten til at kontrollere udtryk for enkelt eller et par træk af de levende organismer. Sammensætningen af gener omfatter tilgængeligheden af DNA og RNA i den., I det nuværende trin i den allopatriske speciering forekommer de forskellige egenskaber mellem populationerne på grund af de variationer, der er til stede i generne i sådanne samfund.
I den afsluttende fase af allopatric artsdannelse, både befolkninger har nået et punkt, hvor de bliver meget forskellige fra hinanden, og chancerne for, at de kan krydses med hinanden, hvis de er placeret i samme habitat er dæmpet. Årsagen bag det er ændringen i deres egenskaber, vaner, og levende præferencer.,
trinene i den allopatriske speciering er vist i figur 3. I figur 4 viser et skematisk diagram, hvordan allopatrisk speciering forekommer i fluer gennem et eksperiment. Det blev udført på en måde, at det samme sæt fluer blev tvunget til at leve i to meget forskellige atmosfærer., En population af fluer blev tvunget til at forblive i live på stivelsesmedium, mens de andre fluer fik et maltosemedium. Efter mange generationer, selvom begge populationer af fluer tilhører den samme art, opstod to forskellige typer fluer baseret på kroppens fænotype. Da de fik lov til at blande sig med hinanden, foretrak de to populationer af fluer at parre sig med deres egen type — en indikation af reproduktiv isolering og dermed et tilfælde af allopatrisk speciering. (Dodd, 2020).,
eksempler på Allopatric Speciation
Der er mange allopatric speciation eksempler, der kan findes i litteraturen. Charles Dar .in, en engelsk biolog, og naturforsker berettede fænomenerne allopatric speciation i Galapagos finker. Det er blevet observeret, at der findes cirka femten forskellige arter af finker på Galapagosøerne. Alle de femten arter af finker ser forskellige ud til hinanden og har meget dedikerede næb til at forbruge insekter, blomster og frø for at imødekomme næringskravene., Det antages, at de udviklede sig fra en enkelt forældreart og senere migrerede de til forskellige øer, og dermed efter isolationer udviklede de sig som forskellige arter. Forskellige ugler og fugle har ligeledes vist sig at besidde meget diversificerede funktioner indikerer allopatric artsdannelse.,
Forklare, hvorfor forskerne mener, Abert og Kaibab egern er eksempler på artsdannelse
en Anden meget interessant eksempel på en sådan sammensætning er Grand Canyon egern. For cirka ti tusind år siden, på grund af dannelsen af Grand Canyon, blev den største bestand af egern tvunget til at adskille sig fra hinanden, og de kunne ikke leve i det samme levested., Derfor, efter flere tusinde år fra en art af egern, to forskellige egern udviklet nemlig Kaibab egern og Abert egern. De Abert egern levede på south rim canyon over omfattende intervaller, mens Kaibab egern var i den nordlige rand af canyon og havde en meget lille rækkevidde. Selvom begge disse arter havde en meget lignende størrelse, form, næringsstoffer, kost og levende udviklede de sig til at blive to forskellige enheder, fordi de ikke længere var i kontakt med hinanden i løbet af tiden., Dermed, Galapagos finker og Grand Canyon egern er de to mest udforskede og diversificerede eksempler på allopatrisk speciering.
Adaptive stråling
Den biologiske proces, hvorved organismer tendens til at sprede deres former, form, størrelse og karakteristika som følge af pludselige ændringer i miljøet og dermed skabe nye udfordringer for overlevelse er kaldet adaptiv radiation. Det skal her bemærkes, at forskellige nye arter stammer fra en enlig moderart kendt som grundlæggerarten., Ud fra en grundlæggerart dannes der således forskellige nye arter, der viser forskellige morfologiske og fysiologiske træk. Eksemplerne på adaptiv stråling er vist i figur 5. Det viser de forskellige slags fugle, der er udviklet fra en enkelt art, og hvordan de udviklede sig og differentierede baseret på forskellige tilpasninger, såsom forskellige næbfænotyper for at blive bedre tilpasset den mad, de spiser. (Mar .ues et al ., 2019)
Læs dette tutorial til at lære mere om Adaptive Stråling
Oversigt
Det kan ikke konkluderes ud fra ovenstående diskussion, at processen for artsdannelse spiller en meget afgørende rolle i oprindelsen af forskellige nye arter. Den proces, hvormed den nye genetisk uafhængige gruppe af organismer dannes gennem evolutionsprocessen kaldes speciation. Naturlig udvælgelse, genetiske kromosomale mutationer, drift, migration, naturlige årsager, reduktion af genstrømmen er nogle af de bemærkelsesværdige årsager, der er ansvarlige for specieringsprocessen., I naturlig udvælgelse udvikler de forskellige individer nogle gange nogle forskellige egenskaber, der overføres fra en generation til en anden, mens der i genetisk drift forekommer den tilfældige ændring i allelfrekvenserne i befolkningen.
typerne og klassificeringerne af speciationen er baseret på den geografiske adskillelse af befolkningen, der lever i det pågældende område i aldre, bidrager til processen med forbedring af generne og i sidste ende giver anledning til nye arter. Allopatric, peripatric, parapatric, og sympatiske artsdannelse er de fire typer af artsdannelse.,
- Den type af artsdannelse, der opstår, når to oprindelige bestande af samme art og karakteristika bliver adskilt fra hinanden på grund af geografiske ændringer kaldes allopatric artsdannelse. I en sådan form for speciering, isoleringen opstår på grund af eksistensen af fysiske barrierer såsom floder, ørkener, betydelige afstande, eller bjerge, der forhindrer dem i regelmæssig parring, så en afstamning til speciering forårsages. Hele progressionen af allopatrisk speciering er blevet opdelt i to hovedmodeller, dvs.vicariance og peripatric., Galapagos finker og Grand Canyon finker er de to mest udforskede og diversificerede eksempler på allopatric speciation.Peripatric speciation er den type speciation, hvor medlemmer af samme samfund, grænse eller periferi og en større befolkning adskiller sig fra dem, og til sidst udvikler de sig som en separat art med tiden.
- Peripatric speciation betegnes undertiden som en særlig type allopatric speciation, når størrelsen af den tilgængelige isolerede underpopulation er relativt lille.,
- sympatrisk speciering er den type speciering, hvor nye arter dannes fra en original population, der hverken er geografisk isoleret eller har nogen barrierer i dem.
- endelig kaldes den type speciering, der opstår, når en bestemt population af en bestemt gruppe arter, for det meste adskilt fra hinanden og har et smalt område, hvorfra deres intervaller kan overlappe, parapatrisk adskillelse.,