SYMPATICKÁ ŠPEKULÁCIA: CHARAKTERISTIKY A PRÍKLADY - BIOLÓGIE - 2026

Sympatric speciácia je typ speciácia, ktorá nastane, keď dve skupiny rovnakého druhu žijúcich v rovnakej geografickej polohe sa vyvíjajú odlišne, kým sa už nemôže krížiť, potom zvažoval rôzne druhy.

Všeobecne platí, že keď sú populácie fyzicky oddelené, vzniká určitá reprodukčná izolácia, to znamená, že jednotlivci v jednej populácii strácajú schopnosť krížiť sa s populáciami v druhej populácii.

Synechokokové baktérie, u ktorých sa pozorovala sympatická špekulácia

O príkladoch sympatických špekulácií sa často diskutuje, pretože musia preukázať presvedčivé dôkazy o tom, že nové druhy pochádzajú z toho istého druhu predkov, ako aj o existencii reprodukčnej izolácie a že príčina vzniku nových druhov nie je alopatria (špekulácie). Allopatric).

Sympatická špekulácia sa dá pozorovať u mnohých rôznych druhov organizmov vrátane baktérií, cichlidných rýb a mušky červenej. V prírode však môže byť ťažké vedieť, kedy nastane alebo došlo k sympatickej špekulácii.

Sympatická špekulácia je jedinečná, pretože sa uskutočňuje, zatiaľ čo dve subpopulácie toho istého druhu zaberajú rovnaké územie alebo zdieľajú územia, ktoré sa prekrývajú.

Aj keď oblasť, v ktorej organizmy žijú, je rovnaká, možno ich rozdeliť do dvoch rôznych skupín, ktoré sa nakoniec stanú tak geneticky odlišné od seba, že sa už nebudú môcť navzájom rozmnožovať.

Ak dve skupiny už nedokážu rozmnožovať a nechať plodné potomstvo, považujú sa za rôzne druhy. Môže však byť ťažké určiť, či je špekulácia, ktorá sa uskutočnila, sympatického typu, čo viedlo k mnohým diskusiám medzi výskumníkmi v evolučnej biológii.

Napríklad sa pôvodne predpokladalo, že dva úzko súvisiace druhy ostnatých sa vyvinuli sympatickou špekuláciou, ale nasledujúci výskum naznačuje, že dva rôzne druhy nezávisle kolonizovali jazero.

Prvá kolonizácia viedla k vzniku jedného druhu ostnatosti, zatiaľ čo druhý druh sa vyvinul z druhej kolonizácie.

Charakteristiky sympatických špekulácií

Jerry Coyne a H. Allen Orr vyvinuli štyri kritériá na odvodenie toho, či druhy vznikli sympaticky:

1-Územia druhov sa musia výrazne prekrývať.

2 - Musí existovať úplná špekulácia (to znamená, že dva druhy sa nemôžu krížiť a zanechávať plodné potomstvo).

3-Druh musí byť sesterským druhom (navzájom spolu najviac súvisiacim) alebo časťou skupiny, ktorá zahŕňa predka a všetkých jeho potomkov.

4 - História geografického územia a vývoj druhu musia byť také, aby sa alopatia javila ako veľmi nepravdepodobná, pretože sympatická špekulácia je oveľa menej obvyklá ako alopatrická.

Príklady sympatických špekulácií

V rastlinách

Sympatická špekulácia je bežnejšia vo svete rastlín. Napríklad, rodičovské rastliny produkujú potomkovia, ktoré sú polyploidné. Potomok potom žije v rovnakom prostredí ako ich rodičia, je však reprodukčne izolovaný.

Tento fenomén sprostredkovaný polyploidiou sa vyskytuje nasledovne. Normálne majú jednotlivci dve sady chromozómov (diploidie), jednu od každého rodiča.

Počas distribúcie buniek sa však môžu vyskytnúť chyby v distribúcii chromozómov, čím sa generuje potomstvo s dvojnásobným počtom kópií (tetraploidia).

Mať viac ako dve sady chromozómov sa považuje za polyploidiu (poly = veľa). V týchto prípadoch nevyhnutne dochádza k reprodukčnej izolácii, pretože populácia polyploidných jedincov sa nemôže krížiť s populáciou diploidných jedincov.

V baktériách

Skutočné príklady sympatických špekulácií sa v prírode zriedka pozorovali. Predpokladá sa, že sympatická špekulácia sa vyskytuje častejšie u baktérií, pretože baktérie si môžu vymieňať gény s inými jedincami, ktorí nie sú ani rodičmi, ani potomkami, a to spôsobom známym ako horizontálny prenos génov.

Sympatická špekulácia bola okrem iného pozorovaná u Bacillus, u baktérií Synechococcus, u baktérií Vibrio splendidus bakterioplankton.

Podskupiny druhov, ktoré podstupujú sympatickú špekuláciu, budú vykazovať malý rozdiel, pretože sa odchyľujú relatívne krátky čas v porovnaní s časovým rozsahom, v ktorom dochádza k evolúcii.

Predpokladá sa, že dôležitým faktorom v prípade sympatických špekulácií je prispôsobenie sa podmienkam prostredia. Ak sú niektorí členovia špecializovaní na život v určitom prostredí, môže táto podskupina naďalej zaberať iný environmentálny priestor a časom sa nakoniec môže zmeniť na nový druh.

U cichlidských rýb

Sympatický výber môže byť tiež výsledkom kombinácie sexuálneho výberu a ekologických faktorov. Štúdie afrických cichlidských rýb v jazere Nyasa a ďalších jazerách vo východoafrickom systéme Rift zaznamenávajú tzv. Kŕdle druhov (jedincov toho istého druhu, ktorí sa „zhromažďujú“ vo veľkom zhromaždení), ktoré sa ekologicky vyskytujú v jazerách. uniformy.

Takýto stav podstatne znižuje šance, že alopatia je príčinou špekulácie, a môže viesť k tomu, že skupiny žien v populácii sa budú rozvíjať s vysokou afinitou k mužom s rôznymi extrémnymi fenotypovými znakmi, ako sú značky mierky a končatiny. Ich veľkosť sa líši od priemerných jednotlivcov.

Iné štúdie naznačujú, že sympatie medzi cichlidy sa vyskytujú aj v riekach, ktoré živia jazerá Rift System vo východnej Afrike, ako aj v kráterových jazerách v Nikarague, kde sa nachádzajú dva druhy cichlidských rýb Mida (Amphilophus), ktorí žijú v Laguna de Apoyo v Nikarague.

Vedci analyzovali DNA, vzhľad a ekológiu týchto dvoch príbuzných druhov. Dva druhy, hoci sú vo všeobecnosti veľmi podobné, majú nepatrné rozdiely vo vzhľade a nemôžu sa krížiť.

Všetky dostupné dôkazy naznačujú, že jeden druh sa vyvinul z druhého. Populácia cichlid Midas bola pôvodne nájdená v lagúne, zatiaľ čo novšie druhy sa vyvinuli nedávno, čo z evolučného hľadiska znamená menej ako 10 000 rokov.

V muškách

V prípade mušky červenej, Rhagoletis pomonella, sa môže vyskytnúť extrémne nedávny príklad sympatických špekulácií.

Tieto muchy ukladali vajíčka iba na plody hlohových stromov, ale pred menej ako 200 rokmi niektoré muchy začali ukladať svoje vajcia na jablká.

V súčasnosti existujú dve skupiny muškiet obyčajných: jedna, ktorá kladie vajíčka na hlohové stromy, a druhá, ktorá kladie vajíčka na jablká. Samce hľadajú kamarátov v rovnakom druhu ovocia, na ktorom vyrastali, a samice kladú vajcia na ten istý druh ovocia, na ktorom vyrastali.

Preto muchy, ktoré rástli na tŕňoch, budú chovať potomkovia na tŕňoch a muchy, ktoré rástli na jablkách, budú chovať potomkovia na jablkách.

Už existujú genetické rozdiely medzi týmito dvoma skupinami a po dlhú dobu (vývojový čas) sa môžu stať samostatnými druhmi.

Vyššie uvedené ukazuje, ako môže dôjsť k špekuláciám, aj keď rôzne podskupiny rovnakého druhu zdieľajú rovnaké geografické územie.

Referencie

1. Allender, CJ, Seehausen, O., Knight, ME, Turner, GF a Maclean, N. (2003). Rozdielny výber počas špekulácie cichlidských rýb z jazera Malawi odvodený z paralelných radiácií v svadobnom sfarbení. Zborník Národnej akadémie vied, 100 (24), 14074-14079.
2. Geiger, MF, McCrary, JK a Schliewen, Spojené kráľovstvo (2010). Nie je to jednoduchý prípad - prvá komplexná fylogenetická hypotéza pre komplex Midich cichlid v Nikarague (Teleostei: Cichlidae: Amphilophus). Molecular Fylogenetics and Evolution, 56 (3), 1011 - 1024.
3. Givnish, T. & Sytsma, K. (2000). Molekulárna evolúcia a adaptívne žiarenie (1. vydanie). Cambridge University Press.
4. Mallet, J., Meyer, A., Nosil, P., & Feder, JL (2009). Priestor, súcit a špekulácia. Journal of Evolutionary Biology, 22 (11), 2332-2341.
5. McPheron, BA, Smith, DC, a Berlocher, SH (1988). Genetické rozdiely medzi hostiteľskými rasami Rhagoletis pomonella. Náture, 336 (6194), 64-66.
6. Selz, OM, Pierotti, MER, Maan, ME, Schmid, C., & Seehausen, O. (2014). Pre zmiešané párenie u sesterských druhov cichlid je nevyhnutná a postačujúca ženská farba. Behaviorálna ekológia, 25 (3), 612–626.
7. Solomon, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). Biológia (7. vydanie) Cengage Learning.
8. Sympatická špekulácia. Obnovené z: evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/speciationmodes_05
9. Tilmon, K. (2008). Špecializácia, špekulácia a žiarenie: Evolučná biológia bylinožravého hmyzu (1. vydanie). University of California Press.