Διαδικασία αλλοπατρικής συσσώρευσης και παραδείγματα

Το αλλοπαθητική συσχέτιση ή γεωγραφική συσσώρευση, είναι ένας τύπος specation που συμβαίνει λόγω της γεωγραφικής απομόνωσης μεταξύ των βιολογικών πληθυσμών του ίδιου είδους. Το "Alopatric" προέρχεται από την ελληνική allos που σημαίνει «ξεχωριστό» και patris τι σημαίνει «χώρα».

Κατά τη διάρκεια αυτής της ειδίκευσης, ένας πληθυσμός χωρίζεται από κάποιο γεωγραφικό εμπόδιο. Για τους χερσαίους οργανισμούς, αυτό το εμπόδιο θα μπορούσε να είναι μια οροσειρά ή ένα ποτάμι. Αντίθετα, μια μάζα γης θα αποτελούσε γεωγραφικό φραγμό σε έναν πληθυσμό υδρόβιων οργανισμών.

Με το πέρασμα του χρόνου, τα άτομα των πληθυσμών σε κάθε πλευρά του φραγμού διαφέρουν. Ορισμένες από αυτές τις διαφορές μπορούν να αντικατοπτρίζονται στην αναπαραγωγική βιολογία του είδους, έτσι ώστε όταν οι δύο πληθυσμοί επανενωθούν απομακρύνοντας το φράγμα, δεν μπορούν πλέον να αλληλοσυμπληρώνονται. Στη συνέχεια, εξετάζονται χωριστά είδη.

Ο αλλοπατρικός συσχετισμός μπορεί να συμβεί ακόμα και αν ο φραγμός είναι λίγο "πορώδης", δηλαδή, ακόμη και αν μερικά άτομα μπορούν να διασχίσουν το φράγμα για να μοιρασθούν με μέλη της άλλης ομάδας.

Προκειμένου μια specia να θεωρηθεί "αλλοπατρική", η ροή των γονιδίων μεταξύ των μελλοντικών ειδών πρέπει να μειωθεί σημαντικά, αλλά δεν χρειάζεται να μειωθεί πλήρως στο μηδέν.

Η τύχη είναι μια σταδιακή διαδικασία με την οποία οι πληθυσμοί εξελίσσονται σε διαφορετικά είδη. Ένα είδος από μόνο του ορίζεται ως ένας πληθυσμός του οποίου τα άτομα μπορούν να αλληλοσυμπληρώνονται.

Έτσι, κατά τη διάρκεια της συσχέτισης, τα μέλη ενός πληθυσμού σχηματίζουν δύο ή περισσότερους ξεχωριστούς πληθυσμούς που δεν μπορούν πλέον να αναπαραχθούν ο ένας τον άλλον.

Ευρετήριο

• 1 Βήματα της αλλοπατρικής συσσώρευσης
  • 1.1 Γεωγραφική αλλαγή
  • 1.2 Γενετικές μεταλλάξεις
  • 1.3 Διαφοροποίηση μεταξύ πληθυσμών
• 2 Παραδείγματα
  • 2.1 Μύγα φρούτων
  • 2.2 Σκίουρος Kaibab
  • 2.3 Κουνέλια του Porto Santo
• 3 Αναφορές

Βήματα αλλοπατρικών ειδών

Γεωγραφική αλλαγή

Στο πρώτο βήμα, μια γεωγραφική αλλαγή διαχωρίζει τα μέλη ενός πληθυσμού σε περισσότερες από μία ομάδες. Τέτοιες αλλαγές θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν τον σχηματισμό μιας νέας οροσειράς ή μιας νέας πλωτής οδού ή την ανάπτυξη νέων φαραγγιών, για παράδειγμα.

Οι ανθρώπινες δραστηριότητες όπως η πολιτικός μηχανική, η γεωργία και η ρύπανση μπορούν να επηρεάσουν τα κατοικήσιμα περιβάλλοντα και να προκαλέσουν τη μετανάστευση ορισμένων μελών του πληθυσμού.

Γενετικές μεταλλάξεις

Διαφορετικές γενετικές μεταλλάξεις συμβαίνουν και συσσωρεύονται σε διαφορετικούς πληθυσμούς με την πάροδο του χρόνου. Οι διαφορετικές παραλλαγές των γονιδίων μπορούν να οδηγήσουν σε διαφορετικά χαρακτηριστικά μεταξύ των δύο πληθυσμών.

Διαφοροποίηση μεταξύ πληθυσμών

Οι πληθυσμοί γίνονται τόσο διαφορετικοί ώστε τα μέλη καθενός από τους πληθυσμούς δεν μπορούν πλέον να αναπαράγουν και να αφήνουν γόνιμους απογόνους, ακόμα και αν βρίσκονται και πάλι στον ίδιο βιότοπο ταυτόχρονα. Εάν συμβαίνει αυτό, έχει συμβεί αλλοπατρικός συσχετισμός.

Παραδείγματα

Μύγα φρούτων

Χαρακτηριστικό παράδειγμα συσχέτισης παρατηρείται από ένα πείραμα με μύγες φρούτων, στο οποίο ο πληθυσμός διαχωρίστηκε σκόπιμα σε δύο ομάδες και η καθεμία έλαβε διαφορετική δίαιτα.

Μετά από πολλές γενιές, οι μύγες φαινόταν διαφορετική και προτιμούσαν να συνδυάζονται με τις μύγες της ομάδας τους. Εάν αυτοί οι δύο πληθυσμοί συνέχιζαν να αποκλίνουν για μεγάλο χρονικό διάστημα, θα μπορούσαν να γίνουν δύο διαφορετικά είδη μέσω αλλοπατρικών ειδών.

Σκίουρος Kaibab

Περίπου 10.000 χρόνια πριν, όταν οι νοτιοδυτικές Ηνωμένες Πολιτείες ήταν λιγότερο άνυδρες, τα δάση της περιοχής υποστήριζαν έναν πληθυσμό σκίουρων δέντρων με τούφες τρίχας που βλαστάνονταν από τα αυτιά τους..

Ένας μικρός πληθυσμός σκίουρων δέντρων που ζούσαν στο οροπέδιο Kaibab του Grand Canyon απομονώθηκε γεωγραφικά όταν ο καιρός άλλαξε, προκαλώντας τις περιοχές στα βόρεια, δυτικά και ανατολικά να γίνουν έρημο.

Μόλις λίγα χιλιόμετρα νότια έμεναν οι υπόλοιποι σκίουροι, γνωστοί ως σκίουροι Abert (Sciurus aberti), αλλά οι δύο ομάδες διαχωρίστηκαν από το Grand Canyon. Με τις αλλαγές στο χρόνο, τόσο στην εμφάνιση όσο και στην οικολογία, ο σκίουρος Kaibab (Sciurus kaibabensis) είναι στο δρόμο για να γίνει ένα νέο είδος.

Κατά τη διάρκεια των πολυετών χρόνων γεωγραφικής απομόνωσής της, ο μικρός πληθυσμός των σκίουρων Kaibab έχει διαχωριστεί από τους ευρέως διανεμημένους σκίουρους Abert με διάφορους τρόπους.

Ίσως οι πιο προφανείς αλλαγές είναι αυτές του χρώματος του δέρματος. Ο σκίουρος Kaibab έχει τώρα μια λευκή ουρά και μια γκρι κοιλιά, σε αντίθεση με τη γκρίζα ουρά και τη λευκή κοιλιά του σκίουρου Abert.

Οι βιολόγοι πιστεύουν ότι αυτές οι καταπληκτικές αλλαγές προέκυψαν στα σκίουροι Kaibab ως αποτέλεσμα μιας εξελικτικής διαδικασίας που λέγεται γονιδιακή παρασυρόμενη. Μερικοί επιστήμονες θεωρούν ότι ο σκίουρος Kaibab και ο σκίουρος Abert είναι διαφορετικοί πληθυσμοί του ίδιου είδους (S. aberti).

Ωστόσο, επειδή οι σκίουροι Kaibab και Abert απομονώνονται αναπαραγωγικά το ένα από το άλλο, ορισμένοι επιστήμονες έχουν ταξινομήσει τον σκίουρο Kaibab ως ένα διαφορετικό είδος (S. kaibabensis).

Κουνέλια του Πόρτο Σάντο

Ο αλλοπατρικός συσχετισμός έχει τη δυνατότητα να συμβεί μάλλον γρήγορα. Στο Πόρτο Σάντο, ένα μικρό νησί στα ανοικτά των ακτών της Πορτογαλίας, απελευθερώθηκε ένας πληθυσμός κουνελιών. Επειδή δεν υπήρχαν άλλα κουνέλια ή ανταγωνιστές ή αρπακτικά ζώα στο νησί, τα κουνέλια ευημερούσαν.

Κατά τον δέκατο ένατο αιώνα, τα κουνέλια αυτά ήταν σημαντικά διαφορετικά από τους ευρωπαίους προγόνους τους. Ήταν μόνο οι μισοί μεγάλοι (ζυγίζουν λίγο περισσότερο από 500 γραμμάρια), με ένα διαφορετικό χρώμα και ένα πιο νυχτερινό τρόπο ζωής.

Το πιο σημαντικό είναι ότι οι προσπάθειες αναπαραγωγής κουνελιών από το Πόρτο Σάντο με κουνέλια από την ηπειρωτική Ευρώπη απέτυχαν. Πολλοί βιολόγοι κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι μέσα σε 400 χρόνια, μια εξαιρετικά σύντομη περίοδο στην εξελικτική ιστορία, ένα νέο είδος κουνελιού θα έχει εξελιχθεί στο νησί.

Όλοι οι βιολόγοι δεν συμφωνούν ότι το κουνέλι Porto Santo είναι ένα νέο είδος. Η ένσταση προέρχεται από ένα πιο πρόσφατο πείραμα αναπαραγωγής και προκύπτει ως συνέπεια της έλλειψης συναίνεσης σχετικά με τον ορισμό του είδους.

Στο πείραμα, υιοθετικές μητέρες του άγριου μεσογειακού κουνελιού έφεραν νεογέννητα κουνέλια από το Πόρτο Σάντο. Όταν έφθασαν στην ενηλικίωση, αυτά τα κουνέλια του Porto Santo ζευγαρίστηκαν επιτυχώς με μεσογειακά κουνέλια για να παράγουν υγιείς και γόνιμους απογόνους.

Για ορισμένους βιολόγους, αυτό το πείραμα δείχνει σαφώς ότι τα κουνέλια Porto Santo δεν είναι ξεχωριστό είδος, αλλά ένα υποείδος, το οποίο είναι μια υποδιαίρεση στην ταξινόμηση ενός είδους. Αυτοί οι βιολόγοι θεωρούν τα κουνέλια του Πόρτο Σάντο ως παράδειγμα εξέλιξης των ειδών (όπως ακριβώς και οι σκίουροι Kaibab).

Άλλοι βιολόγοι πιστεύουν ότι το κουνέλι Porto Santo είναι ξεχωριστό είδος, καθώς δεν διασχίζει τα άλλα κουνέλια υπό συνθήκες φυσικό.

Σημειώνουν ότι το πείραμα αναπαραγωγής ήταν επιτυχές μόνο μετά την εκτροφή των κουνελιών Baby Santo υπό συνθήκες τεχνητό, που πιθανώς τροποποίησαν τη φυσική συμπεριφορά τους.

Αναφορές

1. Allopatric specation: το μεγάλο χάσμα. Ανακτήθηκε από: berkeley.edu/evolibrary/article/_0/speciationmodes_02
2. Brooks, D. & McLennan, D. (2012). Η φύση της πολυμορφίας: ένα εξελικτικό ταξίδι της ανακάλυψης (1η έκδοση). Πανεπιστήμιο του Chicago Press.
3. Givnish, Τ. & Sytsma, Κ. (2000). Μοριακή εξέλιξη και προσαρμοστική ακτινοβολία (1η έκδοση). Cambridge University Press.
4. Kaneko, Κ. (2006). Ζωή: Εισαγωγή στη Συγκριτική Βιολογία Συστημάτων (Il. Ed.). Springer.
5. Rittner, D. & McCabe, Τ. (2004). Εγκυκλοπαίδεια Βιολογίας. Γεγονότα στο αρχείο.
6. Russell, Ρ. (2007). Βιολογία: Η δυναμική Επιστήμη (1η έκδοση). Εκπαιδευτική εκπαίδευση.
7. Solomon, Ε., Berg, L. & Martin, D. (2004). Βιολογία (7η έκδοση) Εκμάθηση των πόρων.
8. Tilmon, Κ. (2008). Ειδίκευση, Προετοιμασία και Ακτινοβολία: Η εξελικτική βιολογία των φυτοφάγων εντόμων (1η έκδοση). Πανεπιστήμιο Τύπου Καλιφόρνιας.
9. White, Τ., Adams, W. & Neale, D. (2007). Δασική γενετική (1η έκδοση). CABI.