- Etapy specjacji allopatycznej
- Zmiana geograficzna
- Mutacje genetyczne
- Zróżnicowanie między populacjami
- Przykłady
- Muszka owocowa
- Wiewiórka Kaibab
- Króliki Porto Santo
- Bibliografia
Specjacja allopatryczna lub specjacji geograficzny jest rodzajem specjacji, spowodowana izolacji populacji geograficznej między biologicznych tego samego gatunku. „Allopatric” pochodzi od greckiego allos, co oznacza „oddzielny” i patris, co oznacza „kraj”.
Podczas tej specjacji populacja jest podzielona przez jakąś barierę geograficzną. W przypadku organizmów lądowych barierą może być pasmo górskie lub rzeka. W przeciwieństwie do tego masa lądu byłaby geograficzną barierą dla populacji organizmów wodnych.
Wiewiórka kaibab, przykład specjacji allopatycznej
Z biegiem czasu osobniki w populacjach po obu stronach bariery różnią się. Niektóre z tych różnic mogą mieć odzwierciedlenie w biologii reprodukcyjnej gatunku, tak że gdy obie populacje ponownie połączą się poprzez usunięcie bariery, nie będą już mogły się krzyżować. Są wtedy uważane za oddzielne gatunki.
Specjacja allopatyczna może wystąpić, nawet jeśli bariera jest w pewnym stopniu „porowata”, to znaczy nawet jeśli niektóre osobniki mogą przekroczyć barierę, aby połączyć się w pary z członkami innej grupy.
Aby specjacja mogła zostać uznana za „allopatyczną”, przepływ genów między przyszłymi gatunkami musi zostać znacznie zredukowany, ale nie musi być całkowicie zredukowany do zera.
Specjacja to stopniowy proces, w którym populacje ewoluują w różne gatunki. Gatunek sam w sobie definiuje się jako populację, której osobniki mogą się krzyżować.
Tak więc podczas specjacji członkowie populacji tworzą dwie lub więcej odrębnych populacji, które nie mogą się już rozmnażać.
Etapy specjacji allopatycznej
Zmiana geograficzna
Na pierwszym etapie zmiana geograficzna rozdziela członków populacji na więcej niż jedną grupę. Takie zmiany mogą obejmować na przykład utworzenie nowego pasma górskiego lub nowej drogi wodnej lub rozwój nowych kanionów.
Działalność człowieka, taka jak inżynieria lądowa, rolnictwo i zanieczyszczenie, może mieć wpływ na środowisko życia i powodować migrację niektórych członków populacji.
Mutacje genetyczne
Różne mutacje genetyczne pojawiają się i kumulują w różnych populacjach w czasie. Różne różnice w genach mogą prowadzić do różnych cech między dwiema populacjami.
Zróżnicowanie między populacjami
Populacje stają się tak różne, że członkowie każdej z nich nie mogą już rozmnażać się i pozostawić płodnego potomstwa, mimo że znajdują się w tym samym środowisku w tym samym czasie. W takim przypadku doszło do specjacji allopatycznej.
Przykłady
Muszka owocowa
Typowy przykład specjacji obserwuje się w eksperymencie z muszkami owocowymi, w którym populację celowo podzielono na dwie grupy i każda otrzymała inną dietę.
Po wielu pokoleniach muchy wyglądały inaczej i wolały kojarzyć się z muchami z własnej grupy. Jeśli te dwie populacje będą się różnić przez długi czas, mogą stać się dwoma różnymi gatunkami w wyniku specjacji allopatycznej.
Wiewiórka Kaibab
Około 10 000 lat temu, gdy południowo-zachodnie Stany Zjednoczone były mniej suche, lasy na tym obszarze utrzymywały populację nadrzewnych wiewiórek z kępkami włosów wyrastającymi z ich uszu.
Mała populacja wiewiórek drzewiastych, która żyła na płaskowyżu Kaibab w Wielkim Kanionie, została odizolowana geograficznie, gdy zmienił się klimat, powodując, że obszary na północy, zachodzie i wschodzie stały się pustynne.
Zaledwie kilka mil na południe mieszkała reszta wiewiórek, zwanych wiewiórkami Abert (Sciurus aberti), ale dwie grupy były rozdzielone Wielkim Kanionem. Wraz z upływem czasu, zarówno w wyglądzie, jak i ekologii, wiewiórka kaibab (Sciurus kaibabensis) jest na dobrej drodze, aby stać się nowym gatunkiem.
Podczas wieloletniej izolacji geograficznej mała populacja wiewiórek Kaibab oddzieliła się od szeroko rozpowszechnionych wiewiórek Abert na wiele sposobów.
Być może najbardziej oczywiste zmiany dotyczą koloru skóry. Wiewiórka Kaibab ma teraz biały ogon i szary brzuch, w przeciwieństwie do szarego ogona i białego brzucha wiewiórki Abert.
Biolodzy uważają, że te zaskakujące zmiany pojawiły się u wiewiórek Kaibab w wyniku procesu ewolucyjnego zwanego dryfem genów. Niektórzy naukowcy uważają wiewiórkę Kaibab i wiewiórkę Abert za różne populacje tego samego gatunku (S. aberti).
Jednakże, ponieważ wiewiórki Kaibab i Abert są reprodukcyjnie izolowane od siebie, niektórzy naukowcy sklasyfikowali wiewiórkę Kaibab jako inny gatunek (S. kaibabensis).
Króliki Porto Santo
Specjacja allopatyczna może nastąpić dość szybko. Na Porto Santo, małej wyspie u wybrzeży Portugalii, wypuszczono populację królików. Ponieważ na wyspie nie było innych królików, konkurentów ani drapieżników, króliki kwitły.
W XIX wieku króliki te znacznie różniły się od swoich europejskich przodków. Były tylko o połowę mniejsze (ważyły nieco ponad 500 g), miały inny kolor i bardziej nocny tryb życia.
Co najważniejsze, próby skojarzenia królików Porto Santo z królikami z Europy kontynentalnej zakończyły się niepowodzeniem. Wielu biologów doszło do wniosku, że w ciągu 400 lat, niezwykle krótkiego okresu w historii ewolucji, na wyspie wyewoluuje nowy gatunek królika.
Nie wszyscy biolodzy zgadzają się, że królik Porto Santo to nowy gatunek. Zarzut wynika z nowszego eksperymentu hodowlanego i wynika z braku zgody co do definicji gatunku.
W eksperymencie adopcyjne matki dzikiego królika śródziemnomorskiego wychowały nowo narodzone króliki z Porto Santo. Po osiągnięciu dorosłości króliki Porto Santo zostały z powodzeniem skojarzone z królikami śródziemnomorskimi w celu uzyskania zdrowego i płodnego potomstwa.
Dla niektórych biologów ten eksperyment wyraźnie pokazuje, że króliki Porto Santo nie są odrębnym gatunkiem, ale podgatunkiem, który stanowi podpodział w klasyfikacji gatunku. Biolodzy uważają króliki Porto Santo za przykład trwającej specjacji (podobnie jak wiewiórki Kaibab).
Inni biolodzy uważają, że królik Porto Santo jest odrębnym gatunkiem, ponieważ nie krzyżuje się z innymi królikami w warunkach naturalnych.
Zauważają, że eksperyment hodowlany zakończył się sukcesem dopiero po wychowaniu małych królików Porto Santo w sztucznych warunkach, co prawdopodobnie zmieniło ich naturalne zachowanie.
Bibliografia
- Specjacja allopatyczna: wielki podział. Odzyskany z: berkeley.edu/evolibrary/article/_0/speciationmodes_02
- Brooks, D. & McLennan, D. (2012). The Nature of Diversity: An Evolutionary Voyage of Discovery (1st ed.). University of Chicago Press.
- Givnish, T. & Sytsma, K. (2000). Molecular Evolution and Adaptive Radiation (1st ed.). Cambridge University Press.
- Kaneko, K. (2006). Życie: wprowadzenie do złożonych biologii systemów (Il. Wyd.). Skoczek.
- Rittner, D. i McCabe, T. (2004). Encyklopedia biologii. Fakty w aktach.
- Russell, P. (2007). Biology: The dynamic Science (1st ed.). Cengage Learning.
- Solomon, E., Berg, L. i Martin, D. (2004). Biology (7th ed.) Cengage Learning.
- Tilmon, K. (2008). Specjalizacja, specjacja i promieniowanie: ewolucyjna biologia owadów roślinożernych (wydanie 1). Univerisity of California Press.
- White, T., Adams, W. i Neale, D. (2007). Forest Genetics (1st ed.). CABI.