Genetická divergence - Genetic divergence

Genetická divergence je proces, ve kterém dvě nebo více populací rodových druhů hromadí nezávislé genetické změny (mutace ) v čase, často poté, co se populace stala reprodukčně izolovaný na nějakou dobu.[1] V některých případech mohou subpopulace žijící v ekologicky odlišných periferních prostředích vykazovat genetickou odchylku od zbytku populace, zejména tam, kde je populační rozsah velmi velký (viz parapatrická speciace ). Mohou zahrnovat genetické rozdíly mezi odlišnými populacemi tiché mutace (které nemají žádný vliv na fenotyp ) nebo vést k významným morfologické a / nebo fyziologický Změny. Genetická divergence bude vždy doprovázet reprodukční izolaci, a to buď díky novým adaptacím prostřednictvím selekce a / nebo kvůli genetickému driftu, a je základním mechanismem speciace.

Na úrovni molekulární genetiky je genetická divergence způsobena změnami v malém počtu geny u druhu, což má za následek speciace.[2] Vědci však tvrdí, že je nepravděpodobné, že by divergence byla výsledkem významné, jediné dominantní mutace v genetické místo protože kdyby tomu tak bylo, jedinec s touto mutací by měl nulu zdatnost.[3] V důsledku toho se nemohli množit a předat mutaci dalším generacím. Proto je pravděpodobnější, že divergence, a následně reprodukční izolace, jsou výsledky několika malých mutací v průběhu evolučního času akumulovaných v populaci izolované od tok genů.[2]

Genetická divergence mezi příbuznými populacemi někdy začíná genetické úzké místo, a zakladatelské efekty.

Příčiny genetické divergence

Efekt zakladatele

Jednou z možných příčin genetické divergence je zakladatelský efekt, což je situace, kdy se několik jedinců izoluje od své původní populace. Tito jedinci mohou nadměrně reprezentovat určitý genetický vzorec, což znamená, že jsou nadměrně zastoupeny určité biologické vlastnosti. Tito jedinci mohou tvořit novou populaci s různými genové fondy z původní populace. Například 10% původní populace má modré oči a 90% má hnědé oči. Náhodou je 10 jedinců odděleno od původní populace. Pokud má tato malá skupina 80% modré oči a 20% hnědé oči, pak by jejich potomci měli s větší pravděpodobností alelu pro modré oči. Ve výsledku by procento populace s modrýma očima bylo vyšší než u populace s hnědýma očima, která se liší od původní populace.

Efekt překážky

Další možnou příčinou genetické divergence je efekt úzkého místa. The efekt překážky je situace, kdy událost, jako je přírodní katastrofa, způsobí smrt velké části populace. Náhodou budou ve zbývající populaci nadměrně zastoupeny určité genetické vzorce, které jsou podobné tomu, co se děje s zakladatelský efekt.[4]

Rušivý výběr

Graf zobrazující výběr pro extrémy a proti střední hodnotě.

Genetická divergence může nastat bez geografického oddělení Rušivý výběr. K tomu dochází, když jedinci v populaci s vysokými i nízkými fenotypovými extrémy jsou zdatnější než střední fenotyp.[5] Tito jedinci zaujímají dva různé výklenky, v každém z nich je Gaussovské rozdělení vlastností.[6] Pokud je genetická variace mezi výklenky vysoká, dojde k silné reprodukční izolaci.[6] Pokud je genetická variace pod určitou prahovou hodnotou než introgrese dojde, ale pokud je odchylka nad určitou prahovou hodnotou, populace se může rozdělit, což vede ke speciaci.[6]

Rušivý výběr je pozorován u bimodální populace Darwinovy ​​pěnkavy, Geospiza fortis.[7] Tyto dva režimy se specializují na konzumaci různých druhů semen malých a měkkých oproti velkým a tvrdým, což má za následek zobáky různých velikostí s různými silovými kapacitami.[7] Jednotlivci se střední velikostí zobáku jsou vybráni proti.[7] Struktura skladby a reakce na skladbu se mezi těmito dvěma režimy také liší.[7] Je jich minimum tok genů mezi dvěma režimy G. Fortis.[7]

Reference

  1. ^ "Reprodukční izolace". Pochopení evoluce. Berkeley.
  2. ^ A b Palumbi, Stephen R. (1994). „Genetická divergence, izolace reprodukce a mořské speciace“. Výroční přehled ekologie a systematiky. 25: 547–572. doi:10.1146 / annurev.ecolsys.25.1.547. JSTOR  2097324.
  3. ^ Mayr, Ernst (1942). Systematika a původ druhů. New York: Columbia University Press.
  4. ^ Campbell biologie. Reece, Jane B., Campbell, Neil A., 1946-2004. (9. vydání). Boston: Benjamin Cummings / Pearson. 2011. str. 476–480. ISBN  978-0-321-55823-7. OCLC  624556031.CS1 maint: ostatní (odkaz)
  5. ^ Hill, W. G. (01.01.2013), Maloy, Stanley; Hughes, Kelly (eds.), „Rušivý výběr“, Brennerova encyklopedie genetiky (druhé vydání), San Diego: Academic Press, s. 333–334, doi:10.1016 / b978-0-12-374984-0.00411-3, ISBN  978-0-08-096156-9, vyvoláno 2020-11-16
  6. ^ A b C Barton, N.H. (06.06.2010). „Jakou roli hraje přirozený výběr ve speciaci?“. Filozofické transakce Královské společnosti B: Biologické vědy. 365 (1547): 1825–1840. doi:10.1098 / rstb.2010.0001. ISSN  0962-8436.
  7. ^ A b C d E Hendry, Andrew P; Huber, Sarah K; De León, Luis F; Herrel, Anthony; Podos, Jeffrey (2009-02-22). „Rušivý výběr v bimodální populaci Darwinových pěnkav“. Sborník Královské společnosti B: Biologické vědy. 276 (1657): 753–759. doi:10.1098 / rspb.2008.1321. ISSN  0962-8452. PMC  2660944. PMID  18986971.