CE ESTE SPECIALIZAREA PARAPATRICĂ? (CU EXEMPLE) - BIOLOGIE - 2025

Parapatric speciație propune apariția unor noi specii din izolarea reproductivă a două subpopulații care sunt una în cealaltă parte. Este unul dintre cele trei modele de bază ale specializării și se potrivește unei stări „intermediare” între modelele alopatrice și simpatice.

Această teorie implică specializarea în populații distribuite în zone contigue și că există un flux moderat de gene între ambele regiuni. Întrucât există un anumit grad de izolare între cele două subpopulații, fiecare dintre acestea poate crește nivelul independenței genetice.

Sursa: Andrew Z. Colvin

În timp, speciile pot dezvolta mecanisme de izolare reproductivă, iar procesul de specializare va fi complet.

Speciation: formarea de noi specii

Adesea orice subiect de discuție în biologia evolutivă începe cu contribuțiile faimosului naturalist britanic Charles Darwin.

În capodopera sa, Originea speciilor, Darwin propune mecanismul selecției naturale și postulează - printre altele - modul în care speciile noi pot fi formate prin acțiunea treptată a acestui mecanism, pe perioade lungi de timp.

Dar ce este o specie? Această întrebare a fost de mare studiu și controversă pentru biologi. Deși există zeci de definiții, conceptul cel mai utilizat și acceptat este conceptul biologic de specie, formulat de Ernst Mayr.

Pentru Mayr, o specie este definită ca: „grupuri de populații naturale care se întrepătrund izolate reproductiv de alte grupuri”. Un punct critic al acestei definiții este izolarea reproductivă între grupurile pe care le numim specii.

În acest fel, o nouă specie se formează atunci când indivizii aparținând a două populații divergente nu se recunosc reciproc ca potențiali colegi.

Modele de specificitate

În funcție de contextul geografic în care are loc speciația, autorii folosesc un sistem de clasificare care include trei modele principale: alopatric, simpatic și parapatric.

Dacă originea noii specii implică o izolare geografică totală (datorită apariției unei bariere geografice, cum ar fi un râu sau un munte), speciația este alopatică. Dacă speciile sunt formate în aceeași zonă geografică fără nicio separare, este vorba despre specii simpatice.

Un model intermediar este speciația parapatrică, unde apar noi specii în regiuni geografice continue. Vom descrie acum acest model intermediar în detaliu.

Este important de menționat că distincția dintre cele trei tipuri de specii nu poate fi clară și se pot suprapune între ele.

Model de speciație parapatrică

În specializarea parapatrică, se produce divizarea a două „subpopulații” biologice care sunt situate unul lângă celălalt, fără nici o barieră geografică care să împiedice curgerea genelor între ambele demo-uri (un „demo” este un alt termen utilizat pe scară largă în literatura de specialitate pentru referiți la populații).

Speciația parapatrică poate apărea în felul următor: inițial, o populație este distribuită omogen într-o anumită zonă geografică. De-a lungul timpului, specia evoluează un tipar „cline”.

Acest model clinal a fost propus de Fisher în 1930. Deși este modelul tradițional, există și alte propuneri - cum ar fi speciația „în trepte”.

Model clinal

O clină este un gradient fenotipic care apare la aceeași specie - de exemplu, în ceea ce privește mărimea corpului: indivizii variază de la dimensiuni mari până la mici.

Originea clinei poate apărea printr-o schimbare geografică bruscă. Datorită schimbării, unele forme reușesc să se adapteze condițiilor de o parte, în timp ce populația rămasă se adaptează la cealaltă parte.

Între fiecare dintre limite, s-ar forma o zonă hibridă, în care membrii din fiecare parte a noului gradient geografic intră în contact și există un flux de gene între ambele subpopulații. Cu toate acestea, acum speciile de pe fiecare „parte” pot fi recunoscute ca entități separate.

Aceste două forme pot primi denumiri taxonomice diferite și pot fi clasificate ca rase sau subespecii.

Zona de tensiune

În zona hibridă se poate forma o zonă de tensiune, ceea ce favorizează procesul de specializare. În această zonă, formarea hibrizilor este dezavantajoasă - adică hibrizii au o potrivire biologică mai mică decât specia mamă.

Să presupunem că un individ este omozigot dominant pentru o anumită trăsătură (AA) și este adaptat la o parte a zonei geografice. De cealaltă parte, sunt indivizi homozigoti recesivi (aa), adaptați acestei regiuni.

Dacă apare o încrucișare în zona hibridă dintre cele două „rase” sau „subspecii” și hibridul între ambele (în acest caz, heterozigotul Aa) are o formă fizică sau de fitness mai mică, aceasta este o zonă de tensiune. Conform dovezilor empirice, aproape toate zonele hibride cunoscute se încadrează în definiția zonei de stres.

Astfel, selecția naturală va favoriza împerecherea selectivă între fiecare dintre variantele care trăiesc în regiuni geografice continue. Adică, cei din stânga se vor reproduce unul cu celălalt și același lucru se va întâmpla în partea dreaptă.

evidență

Deși baza teoretică a specializării parapatrice o face un model posibil și atractiv, dovezile sunt relativ puține și nu sunt concludente.

Nu există suficiente dovezi care să ilustreze fiecare etapă a procesului. Cu toate acestea, modelul nu este complet exclus și se poate întâmpla în anumite cazuri.

Exemple

Speciația în iarba speciei

Iarba Anthoxanthum odoratum, aparținând familiei Poaceae, reprezintă un exemplu foarte ilustrativ de specializare parapatrică.

Unele dintre aceste plante trăiesc în zone în care solul este contaminat de o varietate de metale grele. În acest fel, numai acele variante de iarbă care sunt capabile să tolereze contaminarea pot crește în aceste regiuni.

În schimb, plantele vecine care nu trăiesc în soluri contaminate nu au trecut printr-un proces de selecție către toleranța la metalele grele.

Formele tolerante și non-tolerante sunt suficient de apropiate pentru a se fertiliza reciproc (o cerință pentru ca procesul de specializare să fie considerat parapatric). Cu toate acestea, ambele grupuri au dezvoltat perioade diferite de înflorire, stabilind o barieră temporară pentru fluxul genic.

Ravenele speciilor

Aceste două specii de ciori sunt distribuite în toată Europa și sunt un exemplu clasic de zonă hibridă. C. corvix este mai mult spre est, în timp ce însoțitorul său este spre vest, cu un punct de întâlnire a ambelor specii din Europa centrală.

Deși fiecare specie are propriile sale caracteristici fenotipice, în zona în care se încrucișează pot produce hibrizi. Cruciatura este un semn că procesul de specializare între cei doi corbi nu a fost încă finalizat și izolarea reproductivă nu este complet stabilită.

Referințe

1. Dieckmann, U., Doebeli, M., Metz, JA, și Tautz, D. (Eds.). (2004). Speciație adaptivă. Presa universitară din Cambridge.
2. Gavrilets, S. (2004). Peisajele de fitness și originea speciilor. Presa universitară Princeton.
3. Inoue-Murayama, M., Kawamura, S., & Weiss, A. (2011). De la gene la comportament animal. Springer.
4. Pincheira, D. (2012). Selecția și evoluția adaptativă: fundamente teoretice și empirice din perspectiva șopârlelor. Ediții UC.
5. Safran, RJ, & Nosil, P. (2012). Speciation: originea speciilor noi. Cunoștințe despre educația naturii, 3 (10), 17.