- Speciation: การก่อตัวของสายพันธุ์ใหม่
- แบบจำลอง Speciation
- Parapatric speciation model
- แบบจำลอง Clinal
- โซนความตึงเครียด
- หลักฐาน
- ตัวอย่าง
- การขยายพันธุ์ในหญ้าของสายพันธุ์
- กาของสายพันธุ์
- อ้างอิง
การเก็งกำไร Parapatricเสนอการเกิดสิ่งมีชีวิตชนิดใหม่จากการแยกตัวจากการสืบพันธุ์ของประชากรย่อยสองกลุ่มที่อยู่อีกด้านหนึ่ง เป็นหนึ่งในโมเดลพื้นฐานสามแบบของการเก็งกำไรและเหมาะกับสถานะ "ขั้นกลาง" ระหว่างแบบจำลอง allopatric และ sympatric
ทฤษฎีนี้แสดงถึงการคาดเดาในประชากรที่กระจายในพื้นที่ที่อยู่ติดกันและมีการไหลของยีนในระดับปานกลางระหว่างทั้งสองภูมิภาค เนื่องจากมีการแยกระดับหนึ่งระหว่างสองประชากรย่อยแต่ละกลุ่มสามารถเพิ่มระดับความเป็นอิสระทางพันธุกรรมได้
ที่มา: Andrew Z. Colvin
เมื่อเวลาผ่านไปสปีชีส์สามารถพัฒนากลไกการแยกการสืบพันธุ์และกระบวนการ speciation จะเสร็จสมบูรณ์
Speciation: การก่อตัวของสายพันธุ์ใหม่
บ่อยครั้งที่หัวข้อสนทนาในชีววิทยาวิวัฒนาการเริ่มต้นด้วยการมีส่วนร่วมของ Charles Darwin นักธรรมชาติวิทยาชื่อดังชาวอังกฤษ
ในผลงานชิ้นเอกของเขา The Origin of Species ดาร์วินเสนอกลไกของการคัดเลือกโดยธรรมชาติและสมมุติฐาน - เหนือสิ่งอื่นใด - สิ่งมีชีวิตชนิดใหม่เกิดขึ้นได้อย่างไรโดยการกระทำทีละน้อยของกลไกนี้ในช่วงเวลาอันยาวนาน
แต่สายพันธุ์คืออะไร? คำถามนี้ได้รับการศึกษาและถกเถียงกันอย่างมากสำหรับนักชีววิทยา แม้ว่าจะมีคำจำกัดความมากมาย แต่แนวคิดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและเป็นที่ยอมรับคือแนวคิดทางชีววิทยาของสิ่งมีชีวิตซึ่งคิดค้นโดย Ernst Mayr
สำหรับ Mayr สปีชีส์หนึ่งถูกกำหนดให้เป็น: "กลุ่มของประชากรตามธรรมชาติที่ผสมกันระหว่างกันซึ่งแยกจากกลุ่มอื่นได้โดยการสืบพันธุ์" จุดวิกฤตในคำจำกัดความนี้คือการแยกการสืบพันธุ์ระหว่างกลุ่มที่เราเรียกว่าสปีชีส์
ด้วยวิธีนี้สิ่งมีชีวิตชนิดใหม่จะเกิดขึ้นเมื่อบุคคลที่อยู่ในกลุ่มประชากรที่แตกต่างกันสองกลุ่มไม่รู้จักกันในฐานะเพื่อนที่มีศักยภาพ
แบบจำลอง Speciation
ขึ้นอยู่กับบริบททางภูมิศาสตร์ที่เกิดการเก็งกำไรผู้เขียนใช้ระบบการจำแนกที่มีโมเดลหลักสามแบบ ได้แก่ allopatric, sympatric และ parapatric
หากต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตชนิดใหม่เกี่ยวข้องกับการแยกทางภูมิศาสตร์ทั้งหมด (เนื่องจากการเกิดขึ้นของสิ่งกีดขวางทางภูมิศาสตร์เช่นแม่น้ำหรือภูเขา) การเก็งกำไรจะเป็นแบบ allopatric หากสปีชีส์ถูกสร้างขึ้นในพื้นที่ทางภูมิศาสตร์เดียวกันโดยไม่มีการแยกออกจากกันมันก็เป็นการเก็งกำไรที่น่าเห็นใจ
แบบจำลองระดับกลางคือการเก็งกำไรแบบพาราพาตริกซึ่งสิ่งมีชีวิตชนิดใหม่เกิดขึ้นในพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ที่ต่อเนื่องกัน ตอนนี้เราจะอธิบายรายละเอียดโมเดลระดับกลางนี้
สิ่งสำคัญคือต้องพูดถึงว่าความแตกต่างระหว่างการเก็งกำไรทั้งสามประเภทอาจไม่ชัดเจนและอาจทับซ้อนกัน
Parapatric speciation model
ใน parapatric speciation การแบ่ง "ประชากรย่อย" ทางชีววิทยาสองกลุ่มเกิดขึ้นซึ่งตั้งอยู่ติดกันโดยไม่มีสิ่งกีดขวางทางภูมิศาสตร์ใด ๆ ที่ขัดขวางการไหลของยีนระหว่างการสาธิตทั้งสอง ("การสาธิต" เป็นคำอื่นที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในวรรณคดีสำหรับ หมายถึงประชากร)
Parapatric speciation สามารถเกิดขึ้นได้ในลักษณะต่อไปนี้: ในขั้นต้นประชากรจะกระจายเป็นเนื้อเดียวกันในพื้นที่ทางภูมิศาสตร์บางแห่ง เมื่อเวลาผ่านไปสิ่งมีชีวิตชนิดนี้มีวิวัฒนาการรูปแบบ "cline"
แบบจำลองคลินอลนี้ถูกเสนอโดยฟิชเชอร์ในปี 2473 แม้ว่าจะเป็นแบบจำลองดั้งเดิม แต่ก็มีข้อเสนออื่น ๆ เช่น
แบบจำลอง Clinal
ไคลน์คือการไล่ระดับฟีโนไทป์ที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันตัวอย่างเช่นในแง่ของขนาดร่างกาย: บุคคลมีตั้งแต่ขนาดใหญ่ไปจนถึงขนาดเล็ก
ต้นกำเนิดของคลินาสามารถเกิดขึ้นได้จากการเปลี่ยนแปลงทางภูมิศาสตร์อย่างกะทันหัน เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงบางรูปแบบสามารถปรับให้เข้ากับเงื่อนไขในด้านหนึ่งในขณะที่ประชากรที่เหลือจะปรับตัวเข้ากับอีกด้านหนึ่ง
ระหว่างแต่ละข้อ จำกัด จะมีการสร้างโซนไฮบริดขึ้นซึ่งสมาชิกของแต่ละด้านของการไล่ระดับสีทางภูมิศาสตร์ใหม่เข้ามาสัมผัสและมีการไหลของยีนระหว่างประชากรย่อยทั้งสอง อย่างไรก็ตามตอนนี้สายพันธุ์ในแต่ละ "ด้าน" สามารถรับรู้ได้ว่าเป็นเอนทิตีที่แยกจากกัน
สองรูปแบบนี้สามารถรับชื่ออนุกรมวิธานที่แตกต่างกันและสามารถจัดเป็นเผ่าพันธุ์หรือชนิดย่อยได้
โซนความตึงเครียด
โซนแห่งความตึงเครียดอาจก่อตัวขึ้นในโซนไฮบริดซึ่งเอื้อต่อกระบวนการเก็งกำไร ในบริเวณนี้การก่อตัวของลูกผสมนั้นเสียเปรียบนั่นคือลูกผสมมีความเหมาะสมทางชีวภาพต่ำกว่าพันธุ์แม่
สมมติว่าบุคคลนั้นมีลักษณะ homozygous ที่โดดเด่นสำหรับลักษณะบางอย่าง (AA) และถูกปรับให้เข้ากับด้านใดด้านหนึ่งของพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ ในอีกด้านหนึ่งคือบุคคล homozygous ถอย (aa) ซึ่งปรับให้เข้ากับภูมิภาคนี้
หากการผสมข้ามเกิดขึ้นในโซนไฮบริดระหว่างสอง "เผ่าพันธุ์" หรือ "สายพันธุ์ย่อย" และลูกผสมระหว่างทั้งสอง (ในกรณีนี้คือ heterozygous Aa) มีทางชีวภาพหรือสมรรถภาพที่ต่ำกว่านั่นคือโซนของความตึงเครียด ตามหลักฐานเชิงประจักษ์โซนไฮบริดที่รู้จักเกือบทั้งหมดอยู่ในนิยามของโซนความเครียด
ดังนั้นการคัดเลือกโดยธรรมชาติจะสนับสนุนการผสมพันธุ์แบบเลือกระหว่างแต่ละสายพันธุ์ที่อาศัยอยู่ในพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ที่ต่อเนื่องกัน นั่นคือผู้ที่อยู่ทางซ้ายจะสืบพันธุ์ซึ่งกันและกันและสิ่งเดียวกันจะเกิดขึ้นทางด้านขวา
หลักฐาน
แม้ว่าพื้นฐานทางทฤษฎีของ parapatric speciation ทำให้เป็นแบบจำลองที่เป็นไปได้และน่าสนใจ แต่หลักฐานก็ค่อนข้างน้อยและไม่สามารถสรุปได้
ไม่มีหลักฐานเพียงพอที่จะแสดงให้เห็นถึงทุกขั้นตอนของกระบวนการ อย่างไรก็ตามโมเดลไม่ได้ถูกตัดออกอย่างสมบูรณ์และอาจเกิดขึ้นในบางกรณี
ตัวอย่าง
การขยายพันธุ์ในหญ้าของสายพันธุ์
หญ้า Anthoxanthum odoratum ซึ่งอยู่ในวงศ์ Poaceae เป็นตัวอย่างที่แสดงให้เห็นถึงการ speciation parapatric
พืชเหล่านี้บางชนิดอาศัยอยู่ในบริเวณที่มีการปนเปื้อนของโลหะหนักหลายชนิดในดิน ด้วยวิธีนี้มีเพียงหญ้าสายพันธุ์ที่สามารถทนต่อการปนเปื้อนเท่านั้นที่สามารถเติบโตได้ในภูมิภาคเหล่านี้
ในทางตรงกันข้ามพืชใกล้เคียงที่ไม่ได้อาศัยอยู่ในดินที่ปนเปื้อนไม่ได้ผ่านกระบวนการคัดเลือกเพื่อความทนทานต่อโลหะหนัก
รูปแบบที่ทนและไม่ทนอยู่ใกล้กันมากพอที่จะปฏิสนธิซึ่งกันและกัน (ข้อกำหนดสำหรับกระบวนการ speciation ที่ต้องพิจารณา parapatric) อย่างไรก็ตามทั้งสองกลุ่มได้พัฒนาช่วงเวลาออกดอกที่แตกต่างกันซึ่งเป็นอุปสรรคชั่วคราวในการไหลของยีน
กาของสายพันธุ์
อีกาสองสายพันธุ์นี้กระจายอยู่ทั่วยุโรปและเป็นตัวอย่างคลาสสิกของโซนลูกผสม C. corvix อยู่ทางทิศตะวันออกมากกว่าในขณะที่เพื่อนของมันอยู่ทางทิศตะวันตกโดยมีจุดนัดพบของทั้งสองสายพันธุ์ในยุโรปกลาง
แม้ว่าสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดจะมีลักษณะทางฟีโนไทป์ของตัวเอง แต่ในบริเวณที่พวกมันผสมข้ามกันก็สามารถผลิตลูกผสมได้ การผสมข้ามพันธุ์เป็นสัญญาณว่ากระบวนการ speciation ระหว่างกาทั้งสองยังไม่เสร็จสมบูรณ์และการแยกตัวของการสืบพันธุ์ยังไม่สมบูรณ์
อ้างอิง
- Dieckmann, U. , Doebeli, M. , Metz, JA, & Tautz, D. (Eds.). (2004) speciation ปรับตัว สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์
- Gavrilets, S. (2004). ภูมิทัศน์ออกกำลังกายและต้นกำเนิดของสายพันธุ์ สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน
- Inoue-Murayama, M. , Kawamura, S. , & Weiss, A. (2011). จากยีนไปจนถึงพฤติกรรมของสัตว์ สปริงเกอร์
- พินชีร่า, D. (2555). การคัดเลือกและวิวัฒนาการปรับตัว: รากฐานทางทฤษฎีและเชิงประจักษ์จากมุมมองของกิ้งก่า รุ่น UC
- Safran, RJ, & Nosil, P. (2012). Speciation: ต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตชนิดใหม่ ความรู้ธรรมชาติศึกษา, 3 (10), 17.