ลักษณะและตัวอย่าง SYMPATRIC SPECIATION - ชีววิทยา

การเก็งกำไร sympatricเป็นประเภทของการเก็งกำไรที่เกิดขึ้นเมื่อสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกัน 2 กลุ่มที่อาศัยอยู่ในที่ตั้งทางภูมิศาสตร์เดียวกันมีวิวัฒนาการที่แตกต่างกันจนกระทั่งพวกมันไม่สามารถผสมข้ามสายพันธุ์ได้อีกต่อไปจากนั้นถือว่าเป็นสายพันธุ์ที่แตกต่างกัน

โดยทั่วไปเมื่อประชากรถูกแยกออกจากกันทางร่างกายการแยกตัวของการสืบพันธุ์บางอย่างจะเกิดขึ้นนั่นคือบุคคลในประชากรหนึ่งจะสูญเสียความสามารถในการผสมข้ามสายพันธุ์กับประชากรอื่น ๆ

แบคทีเรีย Synechococcus ซึ่งมีการสังเกตเห็นการแยกตัวของ sympatric

ตัวอย่างของการเก็งกำไรแบบเห็นอกเห็นใจมักเป็นที่ถกเถียงกันเนื่องจากต้องแสดงหลักฐานที่น่าเชื่อว่าสิ่งมีชีวิตชนิดใหม่สืบเชื้อสายมาจากสายพันธุ์บรรพบุรุษเดียวกันตลอดจนการดำรงอยู่ของการแยกตัวของการสืบพันธุ์และสาเหตุของการเกิดสปีชีส์ใหม่ไม่ใช่ allopatry (speciation allopatric)

Sympatric speciation สามารถพบเห็นได้ในสิ่งมีชีวิตหลายประเภท ได้แก่ แบคทีเรียปลาหมอสีและหนอนแอปเปิ้ลบิน อย่างไรก็ตามโดยธรรมชาติแล้วอาจเป็นเรื่องยากที่จะทราบว่าเมื่อใดเกิดการเก็งกำไรแบบเห็นอกเห็นใจหรือเกิดขึ้น

การเก็งกำไรแบบ Sympatric นั้นไม่เหมือนใครเพราะเกิดขึ้นในขณะที่ประชากรย่อยสองชนิดของสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันครอบครองดินแดนเดียวกันหรือแบ่งดินแดนที่ทับซ้อนกันอย่างมาก

แม้ว่าพื้นที่ที่สิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่จะเหมือนกัน แต่ก็สามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่มที่แตกต่างกันซึ่งในที่สุดก็มีความแตกต่างกันทางพันธุกรรมจนไม่สามารถแพร่พันธุ์ซึ่งกันและกันได้อีกต่อไป

เมื่อสองกลุ่มไม่สามารถแพร่พันธุ์ได้อีกต่อไปและปล่อยให้ลูกหลานที่อุดมสมบูรณ์พวกมันถือว่าเป็นสายพันธุ์ที่แตกต่างกัน อย่างไรก็ตามอาจเป็นเรื่องยากที่จะระบุว่า speciation ที่เกิดขึ้นนั้นเป็นประเภทที่เห็นอกเห็นใจซึ่งนำไปสู่การอภิปรายกันมากในหมู่นักวิจัยชีววิทยาวิวัฒนาการ

ตัวอย่างเช่นเดิมทีมีความคิดว่าสปีชีส์ที่มีหนามสองชนิดที่เกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิดมีวิวัฒนาการมาจากการเก็งกำไรที่เห็นอกเห็นใจกัน แต่การวิจัยในภายหลังชี้ให้เห็นว่าทั้งสองสายพันธุ์ที่แตกต่างกันได้ตั้งรกรากอยู่ในทะเลสาบอย่างอิสระ

การล่าอาณานิคมครั้งแรกนำไปสู่การเกิดหนามชนิดหนึ่งในขณะที่สปีชีส์อื่นวิวัฒนาการมาจากการล่าอาณานิคมครั้งที่สอง

ลักษณะของ speciation ที่เห็นอกเห็นใจ

เจอร์รีคอยน์และเอช. อัลเลนออร์ได้พัฒนาเกณฑ์ 4 ประการเพื่ออนุมานว่าสิ่งมีชีวิตชนิดนี้เกิดขึ้นอย่างเห็นอกเห็นใจ:

1- ดินแดนของสายพันธุ์ต้องทับซ้อนกันอย่างมีนัยสำคัญ

2- ต้องมี speciation ที่สมบูรณ์ (นั่นคือทั้งสองชนิดไม่สามารถผสมพันธ์และปล่อยให้ลูกหลานที่อุดมสมบูรณ์ได้)

3- สปีชีส์ต้องเป็นสายพันธุ์น้องสาว (ที่เกี่ยวข้องกันมากที่สุด) หรือเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มที่มีบรรพบุรุษและลูกหลานทั้งหมด

4- ประวัติศาสตร์ของอาณาเขตทางภูมิศาสตร์และวิวัฒนาการของสายพันธุ์จะต้องเป็นเช่นนั้น Allopatry ดูเหมือนไม่น่าเป็นไปได้มากเนื่องจากการเก็งกำไรแบบเห็นอกเห็นใจนั้นพบได้น้อยกว่า allopatric

ตัวอย่างของ speciation sympatric

ในพืช

Sympatric speciation เป็นเรื่องปกติในโลกของพืช ตัวอย่างเช่นพืชพ่อแม่ผลิตลูกหลานที่มีโพลีลอยด์ ดังนั้นลูกหลานจึงอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมเดียวกับพ่อแม่ของพวกเขา แต่จะแยกตัวจากการสืบพันธุ์

ปรากฏการณ์ polyploidy-mediated speciation นี้เกิดขึ้นดังนี้ โดยปกติบุคคลจะมีโครโมโซมสองชุด (diploidy) ซึ่งมาจากพ่อแม่แต่ละคน

อย่างไรก็ตามข้อผิดพลาดในการกระจายโครโมโซมอาจเกิดขึ้นได้ในระหว่างการแบ่งเซลล์ดังนั้นการสร้างลูกหลานด้วยจำนวนสำเนาสองเท่า (tetraploidy)

การมีโครโมโซมมากกว่าสองชุดถือว่าเป็นโพลีพลอยด์ (poly = many) ในกรณีเหล่านี้การแยกตัวของการสืบพันธุ์เกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้เนื่องจากประชากรของบุคคลที่มีโพลีพลอยด์ไม่สามารถผสมข้ามสายพันธุ์กับประชากรที่เป็นโรคซ้ำซ้อนได้

ในแบคทีเรีย

ตัวอย่างที่แท้จริงของการเก็งกำไรแบบเห็นอกเห็นใจแทบไม่มีใครสังเกตเห็นในธรรมชาติ เชื่อกันว่า Sympatric speciation เกิดขึ้นบ่อยในแบคทีเรียเนื่องจากแบคทีเรียสามารถแลกเปลี่ยนยีนกับบุคคลอื่นที่ไม่ใช่พ่อแม่หรือลูกหลานในกระบวนการที่เรียกว่าการถ่ายโอนยีนในแนวนอน

การจำแนกแบบ Sympatric ได้รับการสังเกตในบาซิลลัสในแบคทีเรียสายพันธุ์ Synechococcus ใน Vibrio splendidus bacterioplankton และอื่น ๆ

กลุ่มย่อยของสิ่งมีชีวิตที่อยู่ระหว่างการเก็งกำไรแบบเห็นอกเห็นใจจะแสดงความแตกต่างเพียงเล็กน้อยเนื่องจากพวกมันแยกทางกันเป็นเวลาค่อนข้างสั้นเมื่อเทียบกับช่วงเวลาที่วิวัฒนาการเกิดขึ้น

ปัจจัยสำคัญในกรณีของการเก็งกำไรที่เห็นอกเห็นใจเชื่อว่าเป็นการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อม หากสมาชิกบางคนมีความเชี่ยวชาญที่จะอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมบางอย่างกลุ่มย่อยนั้นอาจยังคงครอบครองช่องทางสิ่งแวดล้อมที่แตกต่างกันและในที่สุดก็พัฒนาเป็นสิ่งมีชีวิตชนิดใหม่เมื่อเวลาผ่านไป

ในปลาหมอสี

การเลือกแบบเห็นอกเห็นใจอาจเป็นผลมาจากการผสมผสานระหว่างการเลือกทางเพศและปัจจัยทางนิเวศวิทยา การศึกษาปลาหมอสีแอฟริกันในทะเลสาบ Nyasa และทะเลสาบอื่น ๆ ในระบบรอยแยกของแอฟริกาตะวันออกบันทึกสิ่งที่เรียกว่าฝูงชนิด (บุคคลในสปีชีส์เดียวกันที่ "รวมตัว" กันเป็นฝูงใหญ่) ที่เกิดขึ้นในทะเลสาบในเชิงนิเวศวิทยา เครื่องแบบ

เงื่อนไขดังกล่าวช่วยลดโอกาสที่ allopatry เป็นสาเหตุของการเก็งกำไรได้อย่างมากและอาจส่งผลให้กลุ่มของผู้หญิงในกลุ่มประชากรที่มีความสัมพันธ์กันสูงสำหรับผู้ชายที่มีลักษณะทางฟีโนไทป์ที่แตกต่างกันเช่นเครื่องหมายขนาดและแขนขา มีขนาดแตกต่างจากคนทั่วไป

การศึกษาอื่น ๆ ชี้ให้เห็นว่าความเห็นอกเห็นใจระหว่างปลาหมอสียังเกิดขึ้นในแม่น้ำที่เลี้ยงทะเลสาบของระบบรอยแยกของแอฟริกาตะวันออกเช่นเดียวกับในทะเลสาบปล่องภูเขาไฟของนิการากัวซึ่งพบปลาหมอสี Midas สองชนิด (Amphilophus) ซึ่งอาศัยอยู่ใน Laguna de Apoyo ในนิการากัว

นักวิจัยได้วิเคราะห์ดีเอ็นเอลักษณะและนิเวศวิทยาของสิ่งมีชีวิตทั้งสองชนิดที่เกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิด ทั้งสองสายพันธุ์แม้ว่าโดยทั่วไปจะคล้ายกันมาก แต่มีลักษณะแตกต่างกันเล็กน้อยและไม่สามารถผสมข้ามพันธุ์ได้

หลักฐานที่มีอยู่ทั้งหมดชี้ให้เห็นว่าสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งวิวัฒนาการมาจากอีกชนิดหนึ่ง ประชากรปลาหมอสี Midas เดิมพบในทะเลสาบในขณะที่สายพันธุ์ใหม่มีวิวัฒนาการเมื่อไม่นานมานี้ซึ่งในแง่วิวัฒนาการหมายถึงน้อยกว่า 10,000 ปีก่อน

ในแมลงวัน

ตัวอย่างล่าสุดของการ speciation sympatric อาจเกิดขึ้นในแมลงวันหนอนแอปเปิ้ล Rhagoletis pomonella

แมลงวันเหล่านี้เคยวางไข่บนผลของต้น Hawthorn เท่านั้น แต่เมื่อไม่ถึง 200 ปีที่ผ่านมาแมลงวันบางตัวเริ่มวางไข่บนแอปเปิ้ล

ตอนนี้หนอนแอปเปิ้ลมีแมลงวันอยู่ 2 กลุ่มกลุ่มที่วางไข่บนต้นฮอว์ ธ อร์นและกลุ่มที่วางไข่บนแอปเปิ้ล เพศผู้มองหาเพื่อนในผลไม้ชนิดเดียวกับที่พวกมันเติบโตขึ้นมาและตัวเมียจะวางไข่ในผลไม้ชนิดเดียวกับที่พวกมันเติบโตขึ้นมา

ดังนั้นแมลงวันที่เติบโตบนหนามจะผสมพันธุ์กับลูกหนามและแมลงวันที่เติบโตบนแอปเปิ้ลจะผสมพันธุ์กับลูกแอปเปิล

มีความแตกต่างทางพันธุกรรมระหว่างทั้งสองกลุ่มอยู่แล้วและในช่วงเวลาอันยาวนาน (เวลาวิวัฒนาการ) พวกมันอาจกลายเป็นสิ่งมีชีวิตที่แยกจากกัน

ข้างต้นแสดงให้เห็นว่า speciation สามารถเกิดขึ้นได้อย่างไรแม้ว่ากลุ่มย่อยต่างๆของสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันจะมีอาณาเขตทางภูมิศาสตร์เดียวกันก็ตาม

อ้างอิง

Allender, CJ, Seehausen, O. , Knight, ME, Turner, GF และ Maclean, N. (2003) การเลือกที่แตกต่างกันระหว่างการเพาะพันธุ์ปลาหมอสีในทะเลสาบมาลาวีอนุมานได้จากการแผ่รังสีคู่ขนานในการผสมพันธุ์ Proceedings of the National Academy of Sciences, 100 (24), 14074–14079
Geiger, MF, McCrary, JK, & Schliewen, UK (2010) ไม่ใช่กรณีง่ายๆ - เป็นสมมติฐานทางวิวัฒนาการที่ครอบคลุมเป็นครั้งแรกสำหรับ Midas cichlid complex ในนิการากัว (Teleostei: Cichlidae: Amphilophus) Phylogenetics และวิวัฒนาการระดับโมเลกุล, 56 (3), 1011–1024.
Givnish, T. & Sytsma, K. (2000). วิวัฒนาการระดับโมเลกุลและการแผ่รังสีแบบปรับตัว (ฉบับที่ 1). สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์
Mallet, J. , Meyer, A. , Nosil, P. , & Feder, JL (2009). พื้นที่ความเห็นอกเห็นใจและการคาดเดา วารสารชีววิทยาวิวัฒนาการ, 22 (11), 2332–2341.
McPheron, BA, Smith, DC และ Berlocher, SH (1988) ความแตกต่างทางพันธุกรรมระหว่างเผ่าพันธุ์โฮสต์ของ Rhagoletis pomonella ธรรมชาติ, 336 (6194), 64-66.
Selz, OM, Pierotti, MER, Maan, ME, Schmid, C. , & Seehausen, O. (2014). การชอบสีของตัวเมียเป็นสิ่งที่จำเป็นและเพียงพอสำหรับการผสมพันธุ์แบบคละกันใน 2 สายพันธุ์ของปลาหมอสี นิเวศวิทยาพฤติกรรม, 25 (3), 612–626.
Solomon, E. , Berg, L. & Martin, D. (2004). ชีววิทยา (7th ed.) Cengage Learning.
Speciation Sympatric ดึงมาจาก: evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/speciationmodes_05
ทิลมอน, K. (2008). ความเชี่ยวชาญการขยายพันธุ์และการฉายรังสี: ชีววิทยาวิวัฒนาการของแมลงที่กินพืชเป็นอาหาร (ฉบับที่ 1) สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย

ลักษณะและตัวอย่าง SYMPATRIC SPECIATION - ชีววิทยา - 2026