spéciation allopatrique
N. définition: spéciation dans laquelle les populations biologiques sont physiquement isolées par une barrière extrinsèque et évoluent en isolement reproductif intrinsèque (génétique)
Table des matières
Nous pouvons définir la spéciation comme un processus par lequel le nouveau groupe d’organismes génétiquement indépendants se forme au cours du processus d’évolution. , Dans une autre définition, la spéciation est expliquée comme le processus par lequel la population génétiquement homogène est divisée en diverses populations qui subissent une différenciation génétique et un isolement de reproduction. Ainsi, on peut en déduire que l’isolement biogéographique conduit à la formation d’une nouvelle espèce par spéciation.
l’isolement géographique signifie la séparation due à des changements géographiques ou à la migration de certains membres de l’espèce tandis que d’autres sont restés au point d’origine., Les exemples d’isolement géographique incluent également un scénario où une population a migré vers une île ainsi séparée de la population continentale. Ces deux populations évolueront séparément.
définition de la spéciation allopatrique
allopatrique est un mot grec. Allopatriques signifie « géographique”. La spéciation allopatrique est également appelée spéciation géographique, modèle d’haltère et spéciation vicariante. Alors, comment pouvons-nous définir la spéciation allopatrique?, En termes simples, il fait référence à la spéciation qui s’est produite entre deux populations de la même espèce qui s’étaient isolées l’une de l’autre en raison de barrières géographiques. La spéciation est un processus graduel par lequel les populations évoluent vers de nouvelles espèces.
Les avantages de la spéciation comprennent qu’elle enseigne aux organismes à se maintenir dans des conditions environnementales sévères et que l’équilibre écologique des composants abiotiques et biotiques est maintenu. D’un autre côté, les inconvénients de la spéciation comprennent que ses données ne peuvent pas être obtenues à partir de combustibles fossiles., De plus, Tout le processus de spéciation est absent chez les espèces asexuées et il ne peut être appliqué qu’aux populations et communautés qui sont géographiquement totalement isolées. (Shapiro et coll., 2016)
Il existe de nombreuses façons dont le processus de spéciation se produit. L’origine de nouvelles espèces à partir de l’ancienne au fil du temps et la multiplication des espèces dans lesquelles une seule espèce est divisée en plusieurs sont deux des moyens de spéciation les plus cités.,
la spéciation a été observée comme un processus en trois étapes:
- les isolations rapides des espèces
- La divergence dans les individualités des populations séparées
- la dernière étape, les espèces maintiennent l’isolement et se reproduisent
Les études récentes montrent que les deux premières étapes ont lieu en même temps et ouvrent ainsi la voie à la troisième étape.,
les Causes de la Spéciation
de Nombreuses causes sont responsables des processus de spéciation. La sélection naturelle, la dérive génétique, la migration, les mutations chromosomiques, les causes naturelles et la réduction du flux génétique sont quelques-unes des causes notables.,
dans la sélection naturelle, divers individus développent parfois des caractéristiques distinctes qui se transmettent d’une génération à l’autre alors que dans la dérive génétique, le changement aléatoire se produit dans les fréquences des allèles dans la population.
bien que la dérive génétique soit une cause majeure de spéciation, certains scientifiques soutiennent qu’un tel processus n’est pas la cause de la spéciation, mais plutôt l’évolution.,
Il existe de nombreux cas où les espèces ont tendance à migrer d’un certain endroit à un autre à la recherche de nourriture et d’abri; ainsi, elles accumulent des caractéristiques diverses qui provoquent la spéciation dans les générations suivantes.
dans les mutations chromosomiques, les causes naturelles et la réduction du flux génique, la spéciation se produit en raison de la progression des mutations chromosomiques, de l’apparition d’événements naturels tels qu’une inondation qui divise les espèces en deux et de la réduction rapide du flux génique respectivement.,
quatre types de spéciation
les types et classifications de la spéciation sont basés sur le fait que la séparation géographique de la population vivant dans cette zone particulière depuis des âges contribue au processus d’amélioration des gènes et, en fin de compte, à la naissance de nouvelles espèces. Par conséquent, sur la base de ladite idée, la spéciation est divisée en quatre types., Ils sont:
- spéciation allopatrique
- spéciation sympatrique
- spéciation Péripatrique
- spéciation Parapatrique
Les détails des quatre types de spéciation peuvent être vus dans la Figure 1. En outre, les détails du processus avec des étapes individuelles ont également été détaillés dans la Figure 1.
la Spéciation Allopatrique (Biologie)
En biologie, le type de spéciation qui se produit lorsque deux populations de la même espèce et caractéristiques soient séparés les uns des autres en raison de la situation géographique des altérations est appelé la spéciation allopatrique, et de la population que des changements sont désignées comme des populations allopatriques., Dans un tel mode de spéciation, l’isolement se produit en raison de l’existence de barrières physiques, telles que des rivières, des déserts, des distances considérables ou des montagnes. Ces barrières physiques les empêchent de s’accoupler régulièrement, ce qui entraîne une lignée à spécialiser.
le modèle de spéciation allopatrique a été étudié puis présenté plus tard par Ernst Mayr au début du 19ème siècle. L’idée derrière le travail du modèle de Mayr était que lorsque les grandes populations sont divisées en petits groupes de populations en raison de certaines barrières géographiques, la montée de nouvelles espèces se produit., Ainsi, les espèces au lieu de s’accoupler avec leurs races d’origine commencent à s’adapter à leurs nouveaux environnements, à surmonter les différences et à la fin à évoluer vers de nouvelles espèces. Par conséquent, la spéciation allopatrique se produit en trois phases., Dans la première phase, les populations deviennent physiquement séparées les unes des autres en raison de perturbations environnementales, la deuxième phase de divergence des espèces séparées se produit via des modifications dans les tactiques d’accouplement et les conditions de l’habitat et enfin, elles se séparent de manière reproductive, ce qui signifie qu’elles ne peuvent pas se croiser et échanger des gènes avec leurs populations mères plutôt que tout le processus de spéciation commence dans la nouvelle communauté., Pour les étapes détaillées de la spéciation allopatrique, voir: étapes de la spéciation allopatrique
toute la progression de la spéciation allopatrique a été subdivisée en deux modèles principaux: vicariance et péripatrique. La principale différence entre ces deux modèles réside dans la taille de leur population et le mécanisme qui sous-tend l’isolement géographique. L’allopatrie et la vicariance sont les terminologies utilisées pour expliquer les relations des organismes dont les aires de répartition n’interagissent pas les uns avec les autres., Le terme aire de répartition pour un ensemble particulier d’espèces est souvent appelé les zones géographiques où ces organismes se trouvent.
La spéciation allopatrique de la chouette est un exemple de spéciation allopatrique, comme le montre la Figure 2. La chouette tachetée du Mexique et la chouette tachetée du Nord étant séparées par des rivières, et donc isolées l’une de l’autre par une barrière géographique, la spéciation allopatrique s’est produite., Ils ont acquis des caractéristiques qui diffèrent les unes des autres à mesure qu’ils évoluaient et s’adaptaient indépendamment au fil du temps, car ils habitaient différents endroits géographiques avec un climat et un écosystème distincts. (Wang et coll., 2016)
spéciation sympatrique
la spéciation sympatrique est le type de spéciation dans lequel de nouvelles espèces sont formées pour une population originale qui n’est ni isolée géographiquement ni ne présente de barrières. L’ensemble du concept dans lequel les nouvelles espèces proviennent des vies qui sont présentes dans des zones très chevauchantes et non distinguables rendent la spéciation sympatrique différente des autres types de spéciation., De plus, chez les bactéries, ce type de spéciation est très courant car elles transfèrent leurs gènes à la fois à l’intérieur de leur communauté et à leur progéniture lorsqu’elles sont en cours de reproduction.
Les scientifiques explorent encore les raisons qui sont responsables de la spéciation sympatrique parce qu’elle n’est pas très commune contrairement aux types de spéciation allopatrique, parapatrique et péripatrique. Pourtant, certains de ses exemples peuvent être trouvés dans la nature., Par exemple, il se produit chez les insectes herbivores lorsqu’ils commencent à se nourrir et à s’accoupler sur les nouvelles plantes ou lorsqu’une nouvelle plante géographique est introduite dans leur habitat, ce qui leur convient assez bien.
des exemples de spéciation sympatrique incluent les mouches de la mouche du pommier qui ont pondu des œufs il y a environ 200 ans et se sont reproduites uniquement sur des Aubépines, mais à partir de Maintenant, leurs œufs peuvent facilement être localisés sur des pommes domestiques et des Aubépines.
Un autre exemple est celui des cichlidés, Amphilophous sp. (un type de poisson) trouvé dans le lac Apoyo présent au Nicaragua., Les chercheurs ont analysé de près deux espèces de cichlidés très similaires mais présentant de légères variations d’apparence. Les scientifiques ont conclu qu’une espèce du poisson a évolué pour former l’autre récemment, mais en termes plus particuliers, on pense que les espèces de cichlidés ont évolué il y a moins de dix mille ans. (Richards et al., 2019)
Allopatriques vs, spéciation sympatrique
dans la spéciation allopatrique, l’isolement géographique est le facteur clé alors que l’exigence d’isolement géographique est moindre dans la spéciation sympatrique. De même, dans l’ancien type de spéciation, la méthode de sélection est la méthode de différenciation par sélection naturelle tandis que plus tard, la méthode de sélection principale est la polyploïdie., De plus, l’ensemble du processus de création de nouvelles espèces est très rapide dans la spéciation allopatrique et il peut être trouvé chez les plantes et les animaux par rapport à la spéciation sympatrique où le processus de génération de nouvelles espèces est faible et ne peut être trouvé que chez les plantes.
spéciation Péripatrique
la spéciation Péripatrique est le type de spéciation dans lequel les membres d’une même communauté, d’une même frontière ou d’une même périphérie et une population plus importante se séparent d’eux, et finalement ils évoluent en tant qu’espèce distincte avec le temps., Il est parfois appelé un type spécial de spéciation allopatrique lorsque la taille de la sous-population isolée disponible est relativement faible. Par conséquent, dans une telle spéciation, le rôle de la dérive génétique est énorme car elle agit très rapidement dans les populations plus petites. Ainsi, le petit nombre d’organismes vivant dans cette zone particulière portent parfois les gènes rares qui sont transférés à toute la communauté de nouvelles espèces, et donc sous son influence, l’ensemble de nouvelles espèces sous la spéciation péripatrique se forme.,
Le Moustique souterrain de Londres appartenant à L’espèce de Culex pipiens, qui a été trouvé à Londres, au Royaume-Uni au 19ème siècle, était une variante du moustique, Culex pipiens. Petroica multicolor, un oiseau Australien, est un autre exemple de spéciation péripatrique. (Colvin, A., 2018)
spéciation Parapatrique
le type de spéciation qui se produit lorsqu’une certaine population d’un certain groupe d’espèces, principalement séparées les unes des autres et ayant une zone étroite d’où leurs aires de répartition peuvent se chevaucher est appelé séparation parapatrique., La répartition relativement inégale des membres divisés en sous-population et les barrières tropologiques partielles sont quelques-unes des raisons de ce type de spéciation.
l’apparition non aléatoire de l’accouplement, l’apparition inégale du flux génétique et l’occurrence de populations dans des aires de répartition géographiques continues et discontinues sont quelques-unes des caractéristiques distinctives de la spéciation parapatrique.,
l’affiliation comparative entre les organismes dont les aires de répartition ne se chevauchent pas significativement mais sont adjacentes les unes aux autres est décrite par les mots « parapatrique” et « parapatrie” en biogéographie. De plus, il a été observé que bien que la population ici soit continue, il a été constaté que la population est incapable de s’accoupler au hasard.
Anthoxanthum odoratum, une espèce d’herbe bien connue, est un exemple très courant de spéciation parapatrique., On voit que certaines espèces de cette herbe qui vivent à côté des mines ont créé la tolérance aux métaux lourds dans leur nature tandis que les autres espèces qui ne se trouvent pas à côté des miles n’ont pas cette tolérance particulière contre les métaux lourds, mais étant proches d’une autre, il est toujours possible que les deux espèces puissent se rapprocher, se muter, se fertiliser et ainsi elles peuvent atteindre un nouvel ensemble d’espèces ayant des caractéristiques avancées.,
exemple: pinsons des Galápagos de Charles Darwin
étape initiale de la spéciation: polymorphisme génétique
caractéristique: nouvelle espèce coinhabits avec la population d’origine dans la même région géographique
exemple: les plantes parentales produisent une progéniture polyploïde., Par conséquent, la progéniture vit dans le même environnement que ses parents mais est isolée sur le plan reproductif.
première étape de spéciation: nouvelle niche écologique
caractéristique: de nouvelles espèces ont acquis une nouvelle niche adjacente à la niche du parent., Comme elles ne sont que partiellement séparées, les deux espèces peuvent encore entrer en contact de temps à autre en franchissant la barrière jusqu’à ce que l’isolement reproductif soit atteint.
exemple: Salamandres Ensatina dans Central Valley en Californie
étape initiale de spéciation: nouvelle niche écologique
caractéristique: une nouvelle espèce a, un nouvel habitat dans la même zone géographique de l’espèce originale (ancestrale). Semblable à la spéciation allopatrique mais implique une unité relativement plus petite.,ntered dans le Londres Undgerground au 19e siècle
les Étapes de la Spéciation Allopatrique
Il est très bien connu que, avant que le processus de spéciation s’est produite, il y avait une population d’organismes qui avaient les mêmes caractéristiques et qu’ils avaient toute la liberté de s’accoupler avec les autres librement et avec succès., Donc, il y avait toujours le même ensemble d’individus vivant dans un habitat. Comme décrit précédemment, la principale raison de la spéciation allopatrique est la barrière géographique qui se crée entre les populations de la même individualité et qui ne peut donc plus être classée comme la même espèce.
comment se produit la spéciation?
Quelle est la première étape dans la spéciation allopatrique?, Dans la première étape, le changement géographique se produit. Il en résulte la séparation du groupe d’organismes de leur habitat mère. Les changements terrestres peuvent se produire pour des raisons naturelles et synthétiques.
La formation d’une nouvelle gamme de montagne, l’explosion volcanique, l’évaluation de nouvelles voies navigables, les croissances rapides de nouveaux canyons, et les graves conséquences des catastrophes naturelles sont certaines des causes naturelles de ces différences., Une autre raison de la migration de certaines populations vers une autre région est les activités humaines telles que la modernisation excessive des populations de la parole, de l’air, de l’eau et de la terre.
dans l’étape suivante, les développements des gènes commencent. Le gène, en biologie, est défini comme les liens spécifiques des nucléotides qui ont la fonctionnalité de contrôler les expressions d’un seul ou de quelques traits des organismes vivants. La composition des gènes comprend la disponibilité de L’ADN et de l’ARN., Ainsi, dans l’étape actuelle de la spéciation allopatrique, les différentes caractéristiques entre les populations se produire en raison des variations présents dans les gènes de ces communautés.
au stade final de la spéciation allopatrique, les deux populations ont atteint un point où elles deviennent très différentes l’une de l’autre et les chances qu’elles puissent se croiser les unes avec les autres si elles sont placées dans le même habitat sont faibles. La raison derrière cela est le changement de leurs caractéristiques, habitudes et préférences de vie.,
Les étapes de la spéciation allopatrique ont été montrées à la Figure 3. Dans la Figure 4, un diagramme schématique montre comment la spéciation allopatrique se produit chez les mouches à travers une expérience. Il a été conduit de manière à ce que le même ensemble de mouches soit obligé de vivre dans deux atmosphères très différentes., Une population de mouches a été contrainte de rester en vie dans un milieu amidonné tandis que les autres mouches ont reçu un milieu maltose. Après de nombreuses générations, bien que les deux populations de mouches appartiennent à la même espèce, deux types différents de mouches ont émergé en fonction du phénotype corporel. Lorsqu’elles ont été autorisées à se mêler les unes aux autres, les deux populations de mouches ont préféré s’accoupler avec leur propre type — une indication d’isolement reproducteur, et par conséquent, un cas de spéciation allopatrique. (Dodd, 2020).,
exemples de spéciation allopatrique
Il existe de nombreux exemples de spéciation allopatrique que l’on peut trouver dans la littérature. Charles Darwin, biologiste et naturaliste anglais, a raconté les phénomènes de spéciation allopatrique chez les pinsons des Galapagos. Il a été observé qu’il y a environ quinze espèces différentes de pinsons trouvés dans les îles Galapagos. Toutes les quinze espèces de pinsons semblent diverses les unes aux autres et ont des becs très dévoués pour consommer des insectes, des fleurs et des graines pour répondre aux besoins alimentaires., On pense qu « ils ont évolué à partir d » une espèce monoparentale et plus tard, ils ont migré vers diverses îles, et donc après les isolations, ils ont évolué en tant qu » espèces distinctes. Divers hiboux et oiseaux ont également émergé pour posséder des caractéristiques très diversifiées indiquant une spéciation allopatrique.,
Expliquer pourquoi les scientifiques croient Albert et Kaibab les écureuils sont des exemples de spéciation
un Autre exemple très intéressant de cette spéciation est le Grand Canyon écureuils. Il y a environ dix mille ans, en raison de la formation du Grand Canyon, la principale population d’écureuils a été forcée de se séparer les uns des autres et ils ne pouvaient pas vivre dans le même habitat., Par conséquent, après plusieurs milliers d’années d’une espèce d’écureuils, deux écureuils différents ont évolué à savoir les écureuils Kaibab et les écureuils Abert. Les écureuils Abert vivaient sur la rive sud du canyon sur de vastes étendues tandis que les écureuils Kaibab étaient sur la rive nord du canyon et avaient une très petite aire de répartition. Bien que ces deux espèces aient une taille, une forme, des nutriments, un régime alimentaire et un mode de vie très similaires, elles ont évolué pour devenir deux entités différentes car elles n’étaient plus en contact l’une avec l’autre au fil du temps., Ainsi, les pinsons des Galapagos et les écureuils du Grand Canyon sont les deux exemples les plus explorés et les plus diversifiés de spéciation allopatrique.
rayonnement adaptatif
le processus biologique dans lequel les organismes ont tendance à diversifier leurs formes, formes, tailles et caractéristiques en raison de changements soudains dans l’environnement créant ainsi de nouveaux défis pour la survie est appelé rayonnement adaptatif. Il convient de noter ici que diverses nouvelles espèces proviennent d’une seule espèce mère connue sous le nom d’espèce fondatrice., Ainsi, à partir d’une espèce fondatrice, diverses nouvelles espèces se forment qui présentent des traits morphologiques et physiologiques différents. Les exemples de rayonnement adaptatif ont été illustrés à la Figure 5. Il montre les différents types d’oiseaux ont évolué à partir d’une seule espèce et comment ils ont évolué et se sont différenciés en fonction de diverses adaptations, telles que la variation des phénotypes du bec pour mieux s’adapter à la nourriture qu’ils mangent. (Marques et coll., 2019)
lisez ce tutoriel pour en savoir plus sur le rayonnement adaptatif
résumé
Il peut être conclu de la discussion ci-dessus que le processus de spéciation joue un rôle très vital dans l’origine de diverses espèces nouvelles. Le processus par lequel le nouveau groupe d’organismes génétiquement indépendants se forme au cours du processus d’évolution est appelé spéciation. La sélection naturelle, les mutations chromosomiques génétiques, la dérive, la migration, les causes naturelles, la réduction du flux génétique sont quelques-unes des causes notables responsables du processus de spéciation., Dans la sélection naturelle, les différents individus développent parfois des caractéristiques distinctes qui se transmettent d’une génération à l’autre alors que dans la dérive génétique, le changement aléatoire se produit dans les fréquences des allèles dans la population.
les types et classifications de la spéciation sont basés sur la séparation géographique de la population vivant dans cette zone particulière depuis des âges contribue au processus d’amélioration des gènes et, en fin de compte, donnant naissance à de nouvelles espèces. La spéciation allopatrique, péripatrique, parapatrique et sympatrique sont les quatre types de spéciation.,
- Le type de spéciation qui se produit lorsque deux populations originales de la même espèce et des mêmes caractéristiques sont séparées l’une de l’autre en raison d’altérations géographiques est appelé spéciation allopatrique. Dans un tel mode de spéciation, l’isolement se produit en raison de l’existence de barrières physiques telles que des rivières, des déserts, des distances considérables ou des montagnes les empêchant de s’accoupler régulièrement. Toute la progression de la spéciation allopatrique a été subdivisée en deux modèles principaux, à savoir la vicariance et la péripatrie., Les pinsons des Galapagos et les pinsons du Grand Canyon sont les deux exemples les plus explorés et les plus diversifiés de spéciation allopatrique.
- la spéciation Péripatrique est le type de spéciation dans lequel les membres d’une même communauté, d’une même frontière ou d’une même périphérie et une population plus importante se séparent d’eux, et finalement ils évoluent en tant qu’espèce distincte avec le temps.
- la spéciation Péripatrique est parfois appelée un type spécial de spéciation allopatrique lorsque la taille de la sous-population isolée disponible est relativement petite.,
- la spéciation sympatrique est le type de spéciation dans lequel de nouvelles espèces sont formées à partir d’une population originale qui n’est ni isolée géographiquement ni ne présente de barrières.
- enfin, le type de spéciation qui se produit lorsqu’une certaine population d’un certain groupe d’espèces, pour la plupart séparées les unes des autres et ayant une zone étroite d’où leurs aires de répartition peuvent se chevaucher, est appelé séparation parapatrique.,