SPECIAȚIE SIMPATICĂ: CARACTERISTICI ȘI EXEMPLE - BIOLOGIE - 2025

Speciație simpatrice este un tip de speciație , care are loc atunci când două grupe ale aceleiași specii care trăiesc în aceeași locație geografică în mod diferit Evolve, până când nu se mai pot incrucisa, apoi considerate specii diferite.

În general, când populațiile sunt separate fizic, apare o oarecare izolare reproductivă, adică indivizii dintr-o populație își pierd capacitatea de a se întrepătrunde cu cei din cealaltă populație.

Bacteria Synechococcus, în care s-a observat specializare simpatică

Exemple de specii simpatice sunt adesea dezbătute, deoarece acestea trebuie să demonstreze dovezi convingătoare că noile specii sunt descendente din aceleași specii ancestrale, precum și existența unei izolare reproductivă și că cauza apariției noii specii nu este alopatică (speciație alopatric).

Speciația simpatică poate fi văzută în multe tipuri diferite de organisme, inclusiv bacterii, pește cichlid și muște de vierme de mere. Cu toate acestea, în natură poate fi dificil de știut când are loc sau s-a produs speciația simpatică.

Speciația simpatică este unică, deoarece are loc în timp ce două subpopulații ale aceleiași specii ocupă același teritoriu sau împărtășesc teritorii care se suprapun foarte mult.

Deși zona în care trăiesc organismele este aceeași, ele pot fi împărțite în două grupuri diferite care, în cele din urmă, devin atât de diferite genetic unul de celălalt, încât nu se mai pot reproduce unul cu celălalt.

Când două grupuri nu mai pot să se reproducă și să lase urmași fertili, sunt considerate specii diferite. Cu toate acestea, poate fi dificil să se stabilească dacă specializarea care a avut loc este de tip simpatic, ceea ce a dus la multe discuții între cercetătorii în biologia evoluției.

De exemplu, s-a crezut inițial că două specii strânse înrudite au evoluat prin speciație simpatică, dar cercetările ulterioare sugerează că cele două specii diferite au colonizat independent lacul.

Prima colonizare a condus la apariția unei specii de spin, în timp ce cealaltă specie a evoluat de la a doua colonizare.

Caracteristicile speciei simpatice

Jerry Coyne și H. Allen Orr au dezvoltat patru criterii pentru a deduce dacă speciile au apărut simpatic:

1-Teritoriile speciilor trebuie să se suprapună semnificativ.

2-Trebuie să existe o specializare completă (adică cele două specii nu se pot întrepătrunde și lăsa urmași fertili).

3-Specia trebuie să fie specii surori (cele mai înrudite între ele) sau parte dintr-un grup care include un strămoș și toți descendenții săi.

4-Istoria teritoriului geografic și evoluția speciei trebuie să fie astfel încât alopatria pare foarte puțin probabilă, deoarece speciația simpatică este mult mai puțin frecventă decât cea alopatrică.

Exemple de specii simpatice

În plante

Speciația simpatică este mai frecventă în lumea plantelor. De exemplu, plantele parentale produc urmași care sunt poliploide. Prin urmare, urmașii trăiesc în același mediu ca și părinții lor, dar sunt izolați reproductiv.

Acest fenomen de specializare mediat de poliploidie apare după cum urmează. În mod normal, indivizii au două seturi de cromozomi (diploidie), unul de la fiecare părinte.

Cu toate acestea, erorile în distribuția cromozomilor pot apărea în timpul diviziunii celulare, generând astfel descendență cu de două ori mai mult decât numărul de copii (tetraploidie).

Având mai mult de două seturi de cromozomi este considerat poliploidie (poli = mulți). În aceste cazuri, izolarea reproductivă apare inevitabil, deoarece o populație de indivizi poliploizi nu se poate îmbrăca cu o populație de indivizi diploizi.

În bacterii

Adevărate exemple de specii simpatice au fost rareori observate în natură. Specizia simpatică se crede că apare mai des în bacterii, deoarece bacteriile pot face schimb de gene cu alți indivizi care nu sunt nici părinți, nici descendenți, într-un proces cunoscut sub numele de transfer de gene orizontal.

Speciația simpatică a fost observată la Bacillus, la speciile de bacterii Synechococcus, în bacterioplanktonul Vibrio splendidus, printre altele.

Subgrupurile de specii care suferă specializare simpatică vor arăta o mică diferență, întrucât au fost divergente pentru un timp relativ scurt, în raport cu scara de timp în care se produce evoluția.

Un factor important în cazurile de specii simpatice se crede că este adaptarea la condițiile de mediu. Dacă unii membri sunt specializați să trăiască într-un anumit mediu, acel subgrup poate continua să ocupe o nișă de mediu diferită și să evolueze în timp într-o nouă specie.

În peștele cichlid

Selecția simpatică poate fi, de asemenea, rezultatul unei combinații de selecție sexuală și factori ecologici. Studiile asupra peștilor africani cichlid din Lacul Nyasa și a altor lacuri din Rift East Africa System înregistrează așa-numitele turme de specii (indivizi din aceeași specie care se „adună” într-un ansamblu mare) care au apărut în lacuri ecologic. uniforme.

O astfel de afecțiune reduce substanțial șansele ca alopatul să fie cauza speculației și poate duce la grupe de femei din cadrul unei populații care dezvoltă o afinitate ridicată pentru bărbații cu diferite trăsături fenotipice extreme, cum ar fi urme și membre. Ele diferă ca mărime de persoanele obișnuite.

Alte studii sugerează că simpatia dintre peștele cichlid apare și în râurile care hrănesc lacurile Rift System din Africa de Est, precum și în lacurile craterului din Nicaragua, unde se găsesc două specii de pești cichlid Mida (Amphilophus), care locuiesc în Laguna de Apoyo din Nicaragua.

Cercetătorii au analizat ADN-ul, aspectul și ecologia acestor două specii strâns legate. Cele două specii, deși în general sunt foarte asemănătoare, au ușoare diferențe de aspect și nu pot fi combinate.

Toate dovezile disponibile sugerează că o specie a evoluat de la cealaltă. Populația de cichlide Midas a fost găsită inițial în lagună, în timp ce speciile mai noi au evoluat recent, ceea ce în termeni evolutivi înseamnă mai puțin de 10.000 de ani în urmă.

În muște

Un exemplu extrem de recent de specializare simpatică poate apărea în musca viermilor de mere, Rhagoletis pomonella.

Aceste muște obișnuiau să-și depună ouăle doar pe rodul copacilor de păducel, dar în urmă cu mai puțin de 200 de ani, unele muște au început să-și depună ouăle pe mere.

Acum există două grupuri de muște de vierme de mere: unul care depune ouă pe copaci de păducel și unul care depune ouă pe mere. Masculii caută împerecheți în același tip de fructe pe care au crescut, iar femelele își depun ouăle în același tip de fructe pe care le-au crescut.

Prin urmare, muștele care au crescut pe spini vor genera urmași pe spini, iar muștele care au crescut pe mere vor genera urmași pe mere.

Există deja diferențe genetice între cele două grupuri, iar pe o perioadă lungă de timp (timp evolutiv), acestea ar putea deveni specii separate.

Cele de mai sus demonstrează modul în care speciația poate apărea chiar și atunci când diferite subgrupuri ale aceleiași specii împart același teritoriu geografic.

Referințe

1. Allender, CJ, Seehausen, O., Knight, ME, Turner, GF, & Maclean, N. (2003). Selecția divergentă în timpul specializării peștilor cichlidici din Lacul Malawi, dedusă radiațiilor paralele în colorația nupțială. Proceedings of the National Academy of Sciences, 100 (24), 14074-14079.
2. Geiger, MF, McCrary, JK și Schliewen, Marea Britanie (2010). Nu este un caz simplu - O primă ipoteză filogenetică cuprinzătoare pentru complexul de ciclide Midas din Nicaragua (Teleostei: Cichlidae: Amphilophus). Filogenetică moleculară și evoluție, 56 (3), 1011-1024.
3. Givnish, T. & Sytsma, K. (2000). Evoluție moleculară și radiații adaptive (prima ediție). Presa universitară din Cambridge.
4. Mallet, J., Meyer, A., Nosil, P., & Feder, JL (2009). Spațiu, simpatie și specializare. Journal of Evolutionary Biology, 22 (11), 2332–2341.
5. McPheron, BA, Smith, DC, & Berlocher, SH (1988). Diferențe genetice între rasele gazdă de Rhagoletis pomonella. Nature, 336 (6194), 64-66.
6. Selz, OM, Pierotti, MER, Maan, ME, Schmid, C., & Seehausen, O. (2014). Preferința feminină pentru culoarea masculină este necesară și suficientă pentru împerecherea asortativă la 2 specii de surori cichlide. Ecologie comportamentală, 25 (3), 612–626.
7. Solomon, E., Berg, L. și Martin, D. (2004). Biologie (ediția a 7-a) Cengage Learning.
8. Speciație simpatică. Recuperat din: evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/speciationmodes_05
9. Tilmon, K. (2008). Specializare, speciație și radiații: Biologia evolutivă a insectelor erbivore (prima ediție). Universitatea din California Press.