specjacja Allopatryczna
N. definicja: specjacja, w której populacje biologiczne są fizycznie izolowane przez barierę zewnątrzpochodną i ewoluują wewnętrznie (genetyczne) izolacja reprodukcyjna
spis treści
możemy zdefiniować specjację jako proces, w którym Nowa genetycznie niezależna grupa organizmów powstaje w procesie ewolucji. , W innej definicji specjacja jest wyjaśniona jako proces, w którym genetycznie homogeniczna populacja jest podzielona na różne populacje, które podlegają różnicowaniu genetycznemu i izolacji reprodukcji. Można więc wywnioskować, że izolacja biogeograficzna prowadzi do powstania nowego gatunku poprzez specjację.
izolacja geograficzna oznacza oddzielenie z powodu zmian geograficznych lub migracji niektórych członków gatunku, podczas gdy inni pozostali w miejscu ich pochodzenia., Przykłady izolacji geograficznej obejmują również scenariusz, w którym populacja migrowała na wyspę w ten sposób oddzieloną od populacji lądowej. Te dwie populacje będą się rozwijać oddzielnie.
definicja specjacji Allopatrycznej
Allopatria to greckie słowo. Allopatryczny oznacza „geograficzny”. Specjacja allopatryczna jest również określana jako specjacja geograficzna, model hantla i specjacja wikariacka. Więc jak możemy zdefiniować specjację allopatryczną?, W prostych słowach odnosi się do specjacji, która miała miejsce między dwoma populacjami tego samego gatunku, które zostały odizolowane od siebie ze względu na bariery geograficzne. Specjacja to stopniowy proces, w wyniku którego populacje ewoluują w nowe gatunki.
zalety specjacji obejmują to, że uczy organizmy do utrzymania się w trudnych warunkach środowiskowych i równowagi ekologicznej składników abiotycznych i biotycznych jest utrzymywana. Z drugiej strony, wady specjacji obejmują to, że jej danych nie można uzyskać z paliw kopalnych., Co więcej, cały proces specjacji jest nieobecny u gatunków bezpłciowych i może być stosowany tylko do populacji i społeczności, które znajdują się w całkowitej izolacji geograficznej. (Shapiro et al., 2016)
istnieje wiele sposobów, w których zachodzi proces specjacji. Pochodzenie nowych gatunków od starych w czasie i rozmnażanie gatunków, w których jeden gatunek jest podzielony na kilka, to dwa z najczęściej cytowanych sposobów specjacji.,
specjacja została zaobserwowana jako proces trzystopniowy:
- szybkie izolacje gatunków
- rozbieżność indywidualności oddzielonych populacji
- ostatni etap, gatunki utrzymują izolację i rozmnażają się
ostatnie badania pokazują, że dwa pierwsze kroki odbywają się w tym samym czasie i tym samym torują drogę do trzeciego etapu.,
przyczyny specjacji
wiele przyczyn jest odpowiedzialnych za proces specjacji. Dobór naturalny, dryf genetyczny, migracja, mutacje chromosomalne, przyczyny naturalne i zmniejszenie przepływu genów są jednymi z godnych uwagi przyczyn.,
w doborze naturalnym różne osobniki czasami rozwijają pewne odrębne cechy, które są przekazywane z pokolenia na pokolenie, podczas gdy w dryfie genetycznym przypadkowa zmiana zachodzi w częstości występowania alleli w populacji.
chociaż dryf genetyczny jest główną przyczyną specjacji, niektórzy naukowcy twierdzą, że taki proces nie jest przyczyną specjacji, a prowadzi do ewolucji.,
jest wiele przypadków, w których gatunki mają tendencję do migracji z jednego miejsca do drugiego w poszukiwaniu pożywienia i schronienia; w ten sposób gromadzą pewne różnorodne cechy, które powodują specjację w następnych pokoleniach.
w mutacjach chromosomalnych, przyczynach naturalnych i redukcji przepływu genów specjacja występuje z powodu progresji mutacji chromosomowych, występowania zdarzeń naturalnych, takich jak powódź, która dzieli gatunek na dwa, i szybkiego zmniejszenia przepływu genu odpowiednio.,
cztery rodzaje specjacji
rodzaje i klasyfikacje specjacji opierają się na fakcie, że jak bardzo geograficzna separacja ludności zamieszkującej dany obszar przez wieki przyczynia się do procesu wzmocnienia genów i ostatecznie daje początek nowym gatunkom. Stąd, w oparciu o tę ideę specjacja dzieli się na cztery rodzaje., Są to:
- specjacja Allopatryczna
- specjacja Sympatryczna
- specjacja Perypatryczna
- specjacja Parapatryczna
szczegóły wszystkich czterech rodzajów specjacji można zobaczyć na rysunku 1. Ponadto szczegóły procesu z poszczególnych etapów zostały również opracowane na rysunku 1.
specjacja allopatryczna (Biologia)
w biologii rodzaj specjacji, który występuje, gdy dwie pierwotne populacje te same gatunki i cechy się oddzielić od siebie ze względu na zmiany geograficzne nazywa specjacji allopatrycznych, a populacja, że zmiany są określane jako populacji allopatrycznych., W takim trybie specjacji izolacja występuje z powodu istnienia barier fizycznych, takich jak rzeki, pustynie, znaczne odległości lub góry. Te bariery fizyczne uniemożliwiają im regularne kojarzenie się, w związku z czym powstaje rodowód do specjacji.
model specjacji allopatrycznej został zbadany, a następnie przedstawiony przez Ernsta Mayra na początku XIX wieku. Ideą pracy modelu Mayra było to, że gdy większe populacje są podzielone na mniejsze grupy populacji ze względu na pewne bariery geograficzne, następuje wzrost nowych gatunków., W ten sposób gatunki, zamiast kojarzyć się z pierwotnymi rasami, zaczynają dostosowywać się do nowych środowisk, przezwyciężając różnice i ostatecznie ewoluując w nowe gatunki. Stąd specjacja allopatryczna występuje w trzech fazach., W pierwszej fazie populacje stają się fizycznie oddzielone od siebie z powodu zakłóceń środowiskowych, w drugiej fazie rozbieżności oddzielonych gatunków następuje poprzez zmiany w taktyce kojarzenia i warunków siedliska, a na koniec zostają rozdzielone reprodukcyjnie, co oznacza, że nie mogą krzyżować się i wymieniać genów z populacjami matek, a cały proces specjacji rozpoczyna się w nowej społeczności., Aby uzyskać szczegółowe kroki specjacji allopatrycznej, przejdź do: Kroki specjacji Allopatrycznej
cały postęp specjacji allopatrycznej został podzielony na dwa główne modele: wikariancję i perypatrię. Główną różnicą między obydwoma modelami jest ich wielkość populacji i mechanizm leżący za izolacją geograficzną. Allopatria i wikariancja są terminologiami, które są używane do wyjaśnienia relacji organizmów, których zakresy nie oddziałują ze sobą., Określenie zasięg dla określonego zbioru gatunków jest często określane jako obszary geograficzne, na których występują te organizmy.
specjacja allopatryczna sowy jest przykładem specjacji allopatrycznej, jak pokazano na rysunku 2. Puszczyk meksykański i Puszczyk północny oddzielone rzekami, a więc odizolowane od siebie przez barierę geograficzną, spowodowały specjację allopatryczną., Nabyli cechy, które różnią się od siebie, ponieważ ewoluowali i dostosowywali się niezależnie w czasie, ponieważ zamieszkiwali różne lokalizacje geograficzne z odrębnym klimatem i ekosystemem. (Wang et al., 2016)
specjacja Sympatryczna
specjacja Sympatryczna jest rodzajem specjacji, w której powstają nowe gatunki dla pierwotnej populacji, która nie jest ani izolowana geograficznie, ani nie ma w nich żadnych barier. Cała koncepcja, w której nowe gatunki pochodzą z życia, które są obecne w wysoce nakładających się i nieodróżnialnych obszarach sprawiają, że specjacja sympatryczna różni się od innych rodzajów specjacji., Co więcej, u bakterii ten rodzaj specjacji jest bardzo powszechny, ponieważ przenoszą swoje geny zarówno wewnątrz swojej społeczności, jak i na potomstwo, gdy są w procesie reprodukcji.
naukowcy wciąż badają przyczyny, które są odpowiedzialne za specjację sympatryczną, ponieważ nie jest to bardzo powszechne w przeciwieństwie do allopatrycznych, parapatrycznych i perypatrycznych rodzajów specjacji. Jednak niektóre z jego przykładów można znaleźć w przyrodzie., Na przykład, występuje u owadów roślinożernych, gdy zaczynają żerować i kojarzyć się z nowymi roślinami lub gdy nowa roślina Geograficzna jest wprowadzana do ich siedliska, które bardzo im odpowiada.
przykłady sympatrycznej specjacji obejmują muchy jabłoni, które złożyły jaja około 200 lat temu i hodowane tylko na hawthornach, ale od teraz ich jaja mogą być łatwo zlokalizowane zarówno na jabłkach domowych, jak i na hawthornach.
Innym przykładem są cichlids, Amphilophous Sp. (rodzaj ryb) występujący w jeziorze Apoyo obecnym w Nikaragui., Naukowcy dokładnie przeanalizowali dwa gatunki cichlids, które były bardzo podobne, ale miały niewielkie różnice w wyglądzie. Naukowcy doszli do wniosku, że jeden gatunek ryby ewoluował, tworząc drugi niedawno, ale bardziej szczegółowo, uważa się, że gatunki cichlids ewoluowały mniej niż dziesięć tysięcy lat temu. (Richards et al., 2019)
, specjacja sympatryczna
w specjacji allopatrycznej izolacja geograficzna jest kluczowym czynnikiem, podczas gdy wymóg izolacji geograficznej jest najmniej w specjacji sympatrycznej. Podobnie, w pierwszym typie specjacji, metodą selekcji jest metoda różnicowania doboru naturalnego, podczas gdy później, główną metodą selekcji jest poliploidalność., Co więcej, cały proces tworzenia nowych gatunków jest bardzo szybki w specjacji allopatrycznej i można go znaleźć zarówno w roślinach, jak i zwierzętach, w porównaniu do specjacji sympatrycznej, gdzie proces wytwarzania nowych gatunków jest niski i można go znaleźć tylko w roślinach.
specjacja Perypatryczna
specjacja Perypatryczna jest rodzajem specjacji, w której członkowie tej samej społeczności, granicy lub peryferii i większej populacji oddzielają się od nich, a ostatecznie w końcu ewoluują jako osobny gatunek z czasem., Jest czasami określany jako specjalny rodzaj specjacji allopatrycznej, gdy rozmiar dostępnej izolowanej subpopulacji jest stosunkowo mały. Stąd, w takiej specjacji, rola dryfu genetycznego jest ogromna, ponieważ działa bardzo szybko w mniejszych populacjach. Tak więc niewielka liczba organizmów żyjących na danym obszarze czasami nosi rzadkie geny, które są przenoszone do całej społeczności nowych gatunków, a więc pod jego wpływem powstaje zbiór nowych gatunków w ramach specjacji perypatrycznej.,
Komar londyński należący do gatunku Culex pipiens, który został znaleziony w Londynie w Wielkiej Brytanii w XIX wieku, był odmianą komara, Culex pipiens. Petroica multicolor, Australijski ptak, jest Innym przykładem specjacji perypatrycznej. (Colvin, A., 2018)
specjacja Parapatryczna
rodzaj specjacji, która występuje, gdy pewna populacja pewnej grupy gatunków, w większości oddzielone od siebie i mają wąski obszar, z którego ich zakresy mogą pokrywać się nazywane są separacji parapatrycznej., Względny nierównomierny podział członków na subpopulację i częściowe bariery tropologiczne to niektóre z przyczyn tego typu specjacji.
przypadkowe występowanie kojarzeń, nierówne występowanie przepływu genów i występowanie populacji zarówno w ciągłych, jak i nieciągłych zakresach geograficznych to niektóre z wyróżniających cech specjacji parapatrycznej.,
porównawcze powiązania pomiędzy organizmami, których zasięgi nie pokrywają się znacząco, ale są ze sobą sąsiadujące, są opisane słowami „parapatria” i „parapatria” w biogeografii. Co więcej, zaobserwowano, że chociaż tutejsza populacja jest ciągła, zaobserwowano, że populacja nie jest w stanie losowo kojarzyć się.
Anthoxanthum odoratum, znany gatunek trawy, jest bardzo częstym przykładem specjacji parapatrycznej., Widać, że niektóre gatunki takich traw, które żyją obok kopalni, stworzyły tolerancję na metal ciężki w swojej naturze, podczas gdy pozostałe gatunki, które nie znajdują się w pobliżu Mil, nie mają tej szczególnej tolerancji na metale ciężkie, ale będąc blisko innego, nadal istnieje możliwość, że oba gatunki mogą zbliżyć się do siebie, wyciszyć się, zapłodnić się nawzajem, a tym samym mogą wzrosnąć do nowego zestawu gatunków o zaawansowanych cechach.,lting in reproductive isolation
początkowy etap specjacji: tworzenie bariery geograficznej
cecha: nowe gatunki geograficznie odizolowane od pierwotnej populacji
przykład: Zięby Galapagosa Karola Darwina
początkowy etap specjacji: polimorfizm genetyczny
cecha: nowe gatunki gatunki zamieszkujące pierwotną populację w tym samym regionie geograficznym
przykład: rośliny macierzyste wytwarzają potomstwo, które jest poliploidalne., Stąd potomstwo żyje w tym samym środowisku co ich rodzice, ale są reprodukcyjnie izolowane.
specjacja Perypatryczna
początkowy etap specjacji: Nowa nisza ekologiczna
cecha: nowe gatunki uzyskały nową niszę sąsiadującą z niszą rodzica., Ponieważ są one tylko częściowo oddzielone, oba gatunki mogą nadal mieć kontakt od czasu do czasu, przekraczając barierę, aż do osiągnięcia izolacji reprodukcyjnej.
przykład: Salamandry Ensatina w Central Valley w Kalifornii
początkowy etap specjacji: Nowa nisza ekologiczna
cecha: nowe gatunki uzyskały nową lub izolowaną niszę, np., nowe siedlisko w obrębie tego samego obszaru geograficznego pierwotnego (przodkowego) gatunku. Podobna do specjacji allopatrycznej, ale pociąga za sobą stosunkowo mniejszą jednostkę.,
kroki specjacji allopatrycznej
jest to bardzo dobrze znany fakt, że zanim nastąpił proces specjacji, była populacja organizmów, które miały te same cechy i miały całą swobodę kojarzenia się ze sobą swobodnie i skutecznie., Stąd zawsze był ten sam zestaw osobników żyjących w środowisku. Jak opisano wcześniej, główną przyczyną specjacji allopatrycznej jest bariera geograficzna, która powstaje między populacjami tej samej indywidualności, a tym samym nie mogą być już klasyfikowane jako ten sam gatunek.
jak zachodzi specjacja?
Jaki jest pierwszy krok w specjacji allopatrycznej?, W pierwszym kroku następuje zmiana geograficzna. Powoduje to oddzielenie grupy organizmów od ich macierzystego siedliska. Zmiany ziemskie mogą nastąpić z przyczyn naturalnych i syntetycznych.
powstawanie nowego pasma górskiego, wybuch wulkanu, ocena nowych dróg wodnych, szybki rozwój nowych kanionów i poważne skutki klęsk żywiołowych to niektóre z naturalnych przyczyn takich różnic., Innym powodem migracji niektórych populacji do innego obszaru jest działalność ludzka, taka jak nadmierna modernizacja ludności słowa, powietrza, wody i lądu.
w następnym kroku rozpoczyna się rozwój genów. Gen, w biologii, jest definiowany jako specyficzne wiązania nukleotydów, które mają funkcję kontrolowania wyrażeń pojedynczych lub kilku cech organizmów żywych. Skład genów obejmuje dostępność DNA i RNA w nim., Tak więc, w obecnym etapie specjacji allopatrycznej, różne cechy między populacjami występują ze względu na różnice obecne w genach takich społeczności.
w końcowym etapie specjacji allopatrycznej obie populacje osiągnęły punkt, w którym bardzo się od siebie różnią, a szanse, że mogą się ze sobą krzyżować, jeśli umieszczą się w tym samym siedlisku, są nikłe. Powodem tego jest zmiana ich cech, nawyków i preferencji życiowych.,
kroki w specjacji allopatrycznej zostały pokazane na rysunku 3. Na rysunku 4 schemat pokazuje, jak specjacja allopatryczna występuje u much w wyniku eksperymentu. Przeprowadzono ją w taki sposób, że ten sam zestaw much zmuszony był żyć w dwóch bardzo różnych atmosferach., Jedna populacja much była zmuszona pozostać przy życiu na pożywce skrobiowej, podczas gdy pozostałe muchy otrzymały pożywkę maltozową. Po wielu pokoleniach, choć obie populacje much należą do tego samego gatunku, na podstawie fenotypu ciała wyłoniły się dwa różne typy much. Kiedy pozwolono im mieszać się ze sobą, obie populacje much wolały kojarzyć się z własnym typem — wskazaniem na izolację rozrodczą, a co za tym idzie, przypadek specjacji allopatrycznej. (Dodd, 2020).,
przykłady specjacji Allopatrycznych
istnieje wiele przykładów specjacji allopatrycznych, które można znaleźć w literaturze. Charles Darwin, angielski biolog i przyrodnik opowiedział o zjawiskach specjacji allopatrycznej u płetw Galapagos. Zaobserwowano, że na Wyspach Galapagos występuje około piętnaście różnych gatunków płetw. Wszystkie z piętnastu gatunków płetw wyglądają na zróżnicowane i mają bardzo oddane dzioby do spożywania owadów, kwiatów i nasion, aby spełnić wymagania pokarmowe., Uważa się, że wyewoluowały z jednego gatunku macierzystego, a później migrowały na różne wyspy, a więc po izolacjach ewoluowały jako odrębne gatunki. Podobnie pojawiły się różne sowy i ptaki, które posiadają bardzo zróżnicowane cechy wskazujące na specjację allopatyczną.,
wyjaśnij, dlaczego naukowcy uważają, że wiewiórki Abert i Kaibab są przykładami specjacji
innym bardzo interesującym przykładem takiej specjacji są wiewiórki Wielkiego Kanionu. Około dziesięć tysięcy lat temu, z powodu powstania Wielkiego Kanionu, większa populacja wiewiórek została zmuszona do oddzielenia się od siebie i nie mogły żyć w tym samym środowisku., Stąd po kilku tysiącach lat z jednego gatunku wiewiórek wyewoluowały dwie odmienne wiewiórki: wiewiórki Kaibab i wiewiórki Abert. Wiewiórki Abert mieszkały w kanionie south rim na rozległych zakresach, podczas gdy wiewiórki Kaibab znajdowały się w północnej krawędzi kanionu i miały bardzo mały zasięg. Chociaż oba te gatunki miały bardzo podobną wielkość, kształt, składniki odżywcze, dietę i życie, ewoluowały, aby stać się dwoma różnymi bytami, ponieważ nie były już ze sobą w kontakcie w czasie., Tak więc płetwy Galapagos i wiewiórki Wielkiego Kanionu są dwoma najbardziej zbadanymi i zróżnicowanymi przykładami specjacji allopatrycznej.
promieniowanie Adaptacyjne
proces biologiczny, w którym organizmy mają tendencję do dywersyfikacji swoich form, kształtów, rozmiarów i cech z powodu nagłych zmian w środowisku, tworząc w ten sposób nowe wyzwania dla przetrwania, nazywa się promieniowaniem adaptacyjnym. Należy tu zauważyć, że różne nowe gatunki pochodzą od jednego gatunku matki znanego jako gatunek założycielski., Tak więc, począwszy od gatunku założycielskiego, powstają różne nowe gatunki, które wykazują różne cechy morfologiczne i fizjologiczne. Przykłady promieniowania adaptacyjnego przedstawiono na rysunku 5. Pokazuje różne rodzaje ptaków wyewoluowały z jednego gatunku i jak ewoluowały i różnicowały się na podstawie różnych adaptacji, takich jak różne fenotypy dzioba, aby lepiej dostosować się do pożywienia, które jedzą. (Marques et al., 2019)
przeczytaj ten samouczek, aby dowiedzieć się więcej na temat promieniowania adaptacyjnego
podsumowanie
z powyższej dyskusji można wywnioskować, że proces specjacji odgrywa bardzo istotną rolę w powstawaniu różnych nowych gatunków. Proces, w którym nowa genetycznie niezależna grupa organizmów powstaje w procesie ewolucji, nazywa się specjacją. Dobór naturalny, genetyczne mutacje chromosomalne, dryf, migracja, przyczyny naturalne, zmniejszenie przepływu genów to tylko niektóre z istotnych przyczyn odpowiedzialnych za proces specjacji., W doborze naturalnym różne osobniki czasami rozwijają pewne odrębne cechy, które są przekazywane z pokolenia na pokolenie, podczas gdy w dryfie genetycznym przypadkowa zmiana występuje w częstości alleli w populacji.
rodzaje i klasyfikacje specjacji opierają się na podziale geograficznym ludności zamieszkującej dany obszar od wieków, co przyczynia się do procesu wzmocnienia genów i ostatecznie daje początek nowym gatunkom. Specjacja allopatryczna, perypatryczna, parapatryczna i sympatryczna to cztery rodzaje specjacji.,
- Typ specjacji, który występuje, gdy dwie pierwotne populacje tego samego gatunku i cechy się oddzielić od siebie ze względu na zmiany geograficzne nazywa specjacji allopatrycznej. W takim trybie specjacji izolacja występuje z powodu istnienia fizycznych barier, takich jak rzeki, pustynie, znaczne odległości lub góry uniemożliwiające im regularne kojarzenie się, co powoduje rodowód do specjacji. Cała progresja specjacji allopatrycznej została podzielona na dwa główne modele, tj. wikariancję i perypatrię., Płetwy Galapagos i Grand Canyon są dwoma najbardziej zbadanymi i zróżnicowanymi przykładami specjacji allopatrycznej.
- specjacja Perypatryczna jest rodzajem specjacji, w której członkowie tej samej społeczności, granicy lub peryferii i większej populacji oddzielają się od nich, a ostatecznie w końcu ewoluują jako osobny gatunek z czasem.
- specjacja Perypatryczna jest czasami określana jako specjalny typ specjacji allopatrycznej, gdy rozmiar dostępnej izolowanej subpopulacji jest stosunkowo mały.,
- specjacja Sympatryczna to rodzaj specjacji, w którym powstają nowe gatunki z pierwotnej populacji, która nie jest ani izolowana geograficznie, ani nie ma w nich żadnych barier.
- wreszcie, rodzaj specjacji, która występuje, gdy pewna populacja pewnej grupy gatunków, w większości oddzielone od siebie i mają wąski obszar, od którego ich zakresy mogą pokrywać się, nazywa się separacją parapatryczną.,