KAS IR PARAPATRISKĀ SPECIFIKĀCIJA? (AR PIEMĒRIEM) - BIOLOĢIJA - 2025

Parapatric speciācija ierosina jaunu sugu reproduktīvo izolāciju divu apakšgrupām, kas ir viena uz otru pusi. Tas ir viens no trim pamata spektra modeļiem, un tas der “starpposma” stāvoklim starp allopatriskiem un simpatriskiem modeļiem.

Šī teorija nozīmē specifikāciju populācijās, kas ir sadalītas blakus esošajos apgabalos, un ka starp abiem reģioniem ir mērena gēnu plūsma. Tā kā starp abām apakšpopulācijām ir noteikta izolācijas pakāpe, katra no tām var palielināt ģenētiskās neatkarības līmeni.

Avots: Endrjū Z. Kolvins

Laika gaitā sugas var attīstīt reproduktīvās izolācijas mehānismus, un specializācijas process būs pabeigts.

Specifikācija: jaunu sugu veidošanās

Bieži vien jebkura diskusiju tēma evolūcijas bioloģijā sākas ar slavenā britu naturālista Čārlza Darvina ieguldījumiem.

Darvins savā šedevrā “Sugu izcelsme” ierosina dabiskās atlases mehānismu un cita starpā postulē, kā jaunas sugas var veidoties, pakāpeniski izmantojot šo mehānismu ilgā laika posmā.

Bet kas ir suga? Šis jautājums ir bijis daudz izpētes un diskutabls biologiem. Lai gan ir desmitiem definīciju, visplašāk izmantotais un pieņemtais jēdziens ir Ernsta Maira formulētā sugu bioloģiskā koncepcija.

Mairam suga tiek definēta kā: "savstarpējo krustojumu dabisko populāciju grupas, kas ir reproduktīvi izolētas no citām grupām". Kritisks punkts šajā definīcijā ir reproduktīvā izolācija starp grupām, kuras mēs saucam par sugām.

Tādā veidā veidojas jauna suga, kad indivīdi, kas pieder divām atšķirīgām populācijām, neatzīst viens otru kā potenciālos tēviņus.

Specifikācijas modeļi

Atkarībā no ģeogrāfiskā konteksta, kurā notiek specializācija, autori izmanto klasifikācijas sistēmu, kas ietver trīs galvenos modeļus: allopatrisku, simpatrisku un parapatrisku specifikāciju.

Ja jauno sugu izcelsme ir saistīta ar pilnīgu ģeogrāfisko izolāciju (sakarā ar ģeogrāfiskas barjeras parādīšanos, piemēram, upi vai kalnu), tad specializācija ir allopatriska. Ja sugas veidojas tajā pašā ģeogrāfiskajā apgabalā bez jebkādas atdalīšanas, tā ir simpātiska specializācija.

Starpposma modelis ir parapatriskā specifikācija, kad nepārtrauktos ģeogrāfiskos reģionos parādās jaunas sugas. Tagad mēs sīki aprakstīsim šo starpposma modeli.

Svarīgi pieminēt, ka atšķirība starp trīs veidu specifikācijām var nebūt skaidra un tie var savstarpēji pārklāties.

Parapatriskās specializācijas modelis

Parapatriskā specifikācijā notiek divu bioloģisko "apakšpopulāciju" sadalīšana, kas atrodas viena otrai blakus, bez jebkādām ģeogrāfiskām barjerām, kas kavē gēnu plūsmu starp abām demonstrācijām ("demo" ir vēl viens termins, ko literatūrā plaši izmanto attiecas uz populācijām).

Parapatriskā specifikācija var notikt šādā veidā: sākotnēji iedzīvotāji noteiktā ģeogrāfiskajā apgabalā ir vienmērīgi sadalīti. Laika gaitā sugai attīstās "cline" modelis.

Šo klīnikas modeli Fišers ierosināja 1930. gadā. Lai arī tas ir tradicionālais modelis, ir arī citi priekšlikumi - piemēram, “atspēriena punkta” specifikācija.

Klīnikas modelis

Cline ir fenotipisks gradients, kas rodas vienai un tai pašai sugai - piemēram, attiecībā uz ķermeņa izmēru: indivīdi svārstās no lieliem līdz maziem.

Klinas izcelsmi var izraisīt pēkšņas ģeogrāfiskas izmaiņas. Pateicoties izmaiņām, dažām formām izdodas pielāgoties vienas puses apstākļiem, bet pārējie iedzīvotāji pielāgojas otras puses.

Starp katru no ierobežojumiem tiktu veidota hibrīda zona, kurā katras jaunās ģeogrāfiskā gradienta puses locekļi nonāk saskarē un starp abām apakšpopulācijām notiek gēnu plūsma. Tomēr tagad sugas katrā "pusē" var atzīt par atsevišķām vienībām.

Šīs divas formas var saņemt atšķirīgus taksonomijas nosaukumus, un tās var klasificēt kā rases vai pasugas.

Spriegojuma zona

Hibrīdajā zonā var veidoties saspringuma zona, kas veicina specifikācijas procesu. Šajā apgabalā hibrīdu veidošanās ir neizdevīga - tas ir, hibrīdiem ir zemāka bioloģiskā piemērotība nekā vecākugām.

Pieņemsim, ka indivīds ir homozigots dominējošs noteiktai iezīmei (AA) un ir pielāgots vienā ģeogrāfiskā apgabala pusē. No otras puses, vai šajā reģionā ir pielāgoti recesīvi homozigoti indivīdi (aa).

Ja hibrīdajā zonā starp divām “sacīkstēm” vai “pasugu” notiek krusts, un hibrīdam starp abiem (šajā gadījumā heterozigotiskajam Aa) ir zemāka bioloģiskā vai piemērotības piemērotība, tā ir spriedzes zona. Saskaņā ar empīriskiem pierādījumiem gandrīz visas zināmās hibrīdas zonas ietilpst stresa zonas definīcijā.

Tādējādi dabiskā atlase sekmēs selektīvu pārošanos starp visiem variantiem, kas dzīvo nepārtrauktos ģeogrāfiskos reģionos. Tas ir, tie, kas atrodas kreisajā pusē, reproducēsies viens ar otru, un tas pats notiks labajā pusē.

Pierādījumi

Lai arī parapatriskās specifikācijas teorētiskais pamats padara to par iespējamu un pievilcīgu modeli, pierādījumu ir salīdzinoši maz un tie nav pārliecinoši.

Nav pietiekami daudz pierādījumu, lai ilustrētu katru procesa posmu. Tomēr modelis nav pilnībā izslēgts, un dažos gadījumos tas var notikt.

Piemēri

Specifikācija sugas zālē

Zāle Anthoxanthum odoratum, kas pieder Poaceae ģimenei, ir ļoti ilustrējošs parapatriskas specifikācijas piemērs.

Daži no šiem augiem dzīvo apgabalos, kur augsne ir piesārņota ar dažādiem smagajiem metāliem. Tādā veidā šajos reģionos var augt tikai tie zāles varianti, kas spēj izturēt piesārņojumu.

Turpretī kaimiņu augiem, kas nedzīvo piesārņotā augsnē, nav veikts atlases process pret toleranci pret smagajiem metāliem.

Toleranti un netolerējoši veidi ir pietiekami tuvu, lai viens otru apaugļotu (prasība, lai specializācijas process tiktu uzskatīts par parapatrisku). Tomēr abām grupām ir izveidojies atšķirīgs ziedēšanas laiks, izveidojot pagaidu barjeru gēnu plūsmai.

Sugas kraukļi

Šīs divas vārnu sugas ir izplatītas visā Eiropā un ir klasisks hibrīdu zonas piemērs. C. corvix ir vairāk uz austrumiem, savukārt tās pavadonis ir uz rietumiem, kur abu sugu satikšanās vieta ir Centrāleiropā.

Lai arī katrai sugai ir savas fenotipiskās īpašības, apgabalā, kur tās šķērso, tās var radīt hibrīdus. Krustojums ir pazīme, ka savstarpējo procesu process starp abiem kraukļiem vēl nav beidzies un reproduktīvā izolācija nav pilnībā izveidota.

Atsauces

1. Dīckmans, U., Doebeli, M., Metz, JA, & Tautz, D. (Red.). (2004). Adaptīvā specifikācija. Cambridge University Press.
2. Gavrilets, S. (2004). Fitnesa ainavas un sugu izcelsme. Princeton University Press.
3. Inoue-Murayama, M., Kawamura, S., & Weiss, A. (2011). No gēniem līdz dzīvnieku uzvedībai. Springers.
4. Pinčīra, D. (2012). Atlase un adaptīvā evolūcija: teorētiskie un empīriskie pamati ķirzakas skatījumā. UC izdevumi.
5. Safran, RJ, & Nosil, P. (2012). Specifikācija: jaunu sugu izcelsme. Dabas izglītības zināšanas, 3 (10), 17.