Prawda

Poniedziałek, 9 grudnia 2019 - 23:19

« Poprzedni Następny »


Specjacja hybryd może być rzadka


Jerry Coyne 2016-10-29


Dane pokazują, że “normalna” specjacja – proces, w którym jedna linia rodowa dzieli się na dwa lub więcej gatunków – wiąże się z geograficzną izolacją populacji jednego gatunku. Z czasem dobór naturalny (i dryf genetyczny) powoduje, że te populacje coraz bardziej różnią się od siebie genetycznie. Kiedy zróżnicowanie genetyczne dochodzi do punktu, w którym oddzielone populacje wyewoluowały cechy uniemożliwiające im posiadania płodnych hybryd po ponownym zetknięciu się na tym samym obszarze (tj. odzyskują „sympatrię”), wówczas te populacje stały się oddzielnymi gatunkami.

Są teraz grupami na różnych trajektoriach ewolucyjnych i ich niezdolność wymiany genów z powodu wyewoluowanych „izolujących barier reprodukcyjnych” (np. behawioralne różnice kojarzenia się, preferencje wobec innych gospodarzy lub mikrohabitatów, różny czas godowy, inne feromony lub sterylność albo niezdolność do życia ich hybryd) jest tym, co powoduje, że natura jest „grudkowata” zamiast być kontinuum. Grudkowatość przyrody – fakt, że w jednym miejscu geograficznym w większości grup z łatwością widzisz odróżniającesię skupiska roślin lub zwierząt (spójrz na ptaki za oknem lub na atlas roślin) – jest ważnym faktem, który można wytłumaczyć jedynie przez powiązanie tworzenia się tych „grudek” z barierami reprodukcyjnymi, które nie pozwalają im na utworzenie kontinuum.


Sądzi się, że izolacja geograficzna jest ważna, ponieważ przepływ genów między rozdzielającymi się gatunkami ma tendencję do powstrzymywania rozdziału. W naszym gatunku ludzie w różnych miejscach zaczęli proces rozchodzenia się genetycznego, co pokazują cechy odróżniające różne populacje ludzkie (są one skorelowane z izolacją geograficzną, jak to przewiduje teoria), ale ten proces został zduszony w zarodku przez wzrost populacji i wynalezienie środków transportu, które pozwalają ludziom na wyprawy znacznie dalsze niż kiedyś. Obecnie jest przepływ genów między populacjami i Homo sapiens jest przykładem gatunku „politypowego” (zróżnicowanego geograficzne), który – gdyby populacje pozostały izolowane przez około milion lat – mógłby stać się więcej niż jednym gatunkiem Homo.


Jedną z rzeczy, jakie biolodzy odkryli od pojawienia się sekwencjonowania DNA, jest, że przepływ genów między gatunkami jest częstszy niż myślano poprzednio. Bariery reprodukcyjne nie zawsze są całkowite (chociaż są obecnie całkowite między naszym gatunkiem a wszystkimi innymi żyjącymi gatunkami) i czasami powstają hybrydy i geny mogą prześlizgnąć się między różnymi gatunkami. W grupie, nad którą pracowałem, blisko spokrewnionymi gatunkami Drosophila santomea i Drosophila yakuba, odkryłem, że całe mitochondrium, z całym własnym DNA, przeszło do D. santomea z D. yakuba, a jeszcze był tam przepływ kilku innych genów. (W większości genomu jednak te gatunki pozostały wyraźnie odrębne.) Mogło się to zdarzyć wyłącznie dzięki hybrydyzacji, a zdarzyło się dlatego, że chociaż te gatunki żyją na różnych wysokościach, istnieją obszary nakładania się na siebie ich zasięgów, gdzie mogą się spotkać i spłodzić hybrydy. Ich samice-hybrydy są płodne; samce nie są.


Wiemy więc, że geny prześlizgują się między gatunkami częściej niż myśleliśmy.


Niektórzy biolodzy poszli jednak dalej i postulowali, że hybrydyzacja między dwoma gatunkami sama może spowodować utworzenie trzeciego gatunku w procesie zwanym „specjacją hybrydową”. Jest to nieco częstsze u roślin, zachodząc poprzez specjalny mechanizm genetyczny o nazwie poliploidalność. Istnieją dwie formy tego zjawiska. Allopoliploidalność jest hybrydyzacją dwóch gatunków o różnej liczbie chromosomów, a ponieważ chromosomy nie mogą wówczas połączyć się w pary w hybrydzie, te hybrydy są bezpłodne. Jeśli jednak liczba chromosomów podwaja się w hybrydzie, tak że powstaje nowy osobnik z liczbą chromosomów równą sumie chromosomów gatunków rodzicielskich,  możemy otrzymać populację „allotetraploidalną”, której członkowie są płodni wzajem ze sobą, ale bezpłodni z każdym z gatunków rodzicielskich. (Zajrzyj do jakiegokolwiek podręcznika o ewolucji po wyjaśnienie.) Byłby to więc nowy gatunek biologiczny. Podobny proces może zajść, jeśli liczba chromosomów podwaja się wewnątrz jednego gatunku, dając autotetraploida. Dalsza hybrydyzacja i podwajanie chromosomów może prowadzić do całej poliploidalnej serii roślin z setkami chromosomów, jak u paproci.  


Jak powiedziałem, poliploidalność, zarówno auto-, jak allo-, jest dość częstym sposobem specjacji u roślin. Jak Allen Orr i ja napisaliśmy w książce Speciation (przeczytaj rozdział 9), z grubsza 2-4% wydarzeń specjacyjnych w roślinach kwitnących obejmowały jakiś rodzaj poliploidalności, a może aż 7% wydarzeń specjacyjnych w paprociach. Jest to oszacowanie z grubsza i rzeczywista częstotliwość może być wyższa. Ale specjacja poliploidalna u zwierząt jest dużo rzadsza (nie będę tu poruszał sugerowanych przyczyn, patrz s. 333-337).


Jest jeszcze inna forma specjacji hybryd zwana “homoploidalną specjacją hybryd” lub “specjacją rekombinacyjną”. W tym procesie hybryda tworzy się między dwoma gatunkami, a potem, jeśli jest choćby częściowo płodna, geny różnych gatunków rodzicielskich mogą ułożyć się w nową kombinację genów lub chromosomów w stosunku do gatunków rodzicielskich. Jeśli ta nowa populacja jest izolowana reprodukcyjnie od obu gatunków rodzicielskich, mamy nowy gatunek hybrydy homoploidalnej.


Wielu biologów (nie podam ich nazwisk) zakładało, że ten rodzaj specjacji jest powszechny w przyrodzie, a więc że nie jest to tylko okazjonalne prześlizgiwanie się genów między gatunkami, które jest ważne, ale także pełne tworzenie się nowych gatunków po powstaniu hybrydy. Podawano wiele przykładów, które miały świadczyć o takiej specjacji.


Wydaje się jednak, że większość dowodów na nie-poliploidalną specjację hybrydową jest słaba. To przynajmniej jest wnioskiem Molly Schumer, Gila Rosenthala i Petera Andolfatto w artykule z 2014 r. w Evolution (link poniżej), o którym dowiedziałem się dopiero podczas CoyneFest. Schumer i in. argumentują, że dobry dowód na nie-poliploidalną specjację hybrydową wymaga spełnienia trzech warunków. Cytuję:

Dla wykazania, że zdarzyła się ta specjacja hybrydowa, muszą być spełnione trzy kryteria: (1) izolacja reprodukcyjna linii hybrydowej od gatunków rodzicielskich, (2) dowód hybrydyzacji w genomie i (3) dowód, że ta izolacja reprodukcyjna jest konsekwencją hybrydyzacji. W odróżnieniu od tego duża liczba badań empirycznych używała po prostu dowodów hybrydyzacji (kryterium 2) na poparcie specjacji hybrydowej…

Autorzy twierdzą, że jest wiele sposobów, na jakie gatunek może wyglądać na hybrydowy, bez tego, by rzeczywiście być rezultatem hybrydyzacji na pełną skalę (lub jakiejkolwiek hybrydyzacji); że w niektórych wypadkach linia hybrydowa nie została przetestowana, by pokazać, że jest płodna z innymi członkami tej linii i izolowana reprodukcyjnie od gatunków rodzicielskich oraz, szczególnie, że niemal nigdy nie wykazano, że geny lub chromosomy gatunków rodzicielskich posortowały się w sposób, który stworzył izolowaną reprodukcyjnie, homoploidalną hybrydę.  To jest, niewielu ludzi pokazało, że izolacja reprodukcyjna domniemanego gatunku hybrydowego obejmuje geny, które pochodzą od gatunków rodzicielskich zamiast, powiedzmy, geny, które wyewoluowały drogą doboru naturalnego po hybrydyzacji.


Możecie przeczytać szczegóły w artykule, ale Schumer i in. konkludują, że mimo wielkiego hałasu ze strony kilku biologów, są tylko cztery przypadki homoploidalnej specjacji hybrydowej, które spełniają ich kryteria. Trzy z nich są w jednym rodzaju: dzikim słoneczniku Helianthus, który stworzył trzy diploidalne gatunki – wszystkie zaadaptowane do nowych środowisk – przez hybrydyzację z uprzednio istniejących gatunków i posortowaniu uszeregowania chromosomów, które – z ich rozbieżnymi genami – są izolowane reprodukcyjnie od rodziców. Tę wspaniałą pracę wykonał Loren Riesberg i jego współpracownicy.


Czwartym przypadkiem jest motyl Heliconius heurippa, którego dowody genetyczne pokazują, że niemal z pewnością jest rezultatem hybrydyzacji między gatunkami Heliconius cydno i Heliconius melpomene. H. heurippa ma hybrydowy wzór skrzydeł, który można zobaczyć poniżej, i wykazano, że każdy gatunek, jak również “hybryda”, są izolowane od siebie reprodukcyjnie, ponieważ samce kopulują niemal wyłącznie z samicami, które mają ich wzór skrzydeł. Tak więc H. heurippa (pokazany poniżej z rodzicami) spełnia wszystkie trzy kryteria autorów, bo geny powodujące izolację reprodukcyjną są tymi właśnie genami, które pochodzą od gatunków rodzicielskich.  


H. heurippa (gatunek hybrydowy)
H. heurippa (gatunek hybrydowy)

 


H. melpomene
H. melpomene

 


H. cydno
H. cydno

Wnioskiem jest więc, że chociaż przepływ indywidualnych genów między gatunkami zarówno roślin, jak zwierząt jest bardziej powszechny niż zakładali ewolucjoniści przed erą sekwencjonowania genów, nadal jest mało dowodów, że przez hybrydyzację tworzą się całkowicie nowe gatunki.  Specjacja hybrydowa jest częstsza u roślin, ale tylko przez niezwykły mechanizm poliploidalności, a specjacja hybryd homoploidalnych (bez podniesienia liczby chromosomów) nie wydaje się częsta ani u roślin, ani u zwierząt.

________

Schumer, M., G. G. Rosenthal, and P. Andolfatto. 2014. How common is homoploid hybrid speciation? Evolution 68:1553-1560.


Hybrid speciation might be rare

Why Evolution Is True, 23 października 2016

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska



Jerry A. Coyne


Profesor (emeritus) na wydziale ekologii i ewolucji University of Chicago, jego książka "Why Evolution is True" (Polskie wydanie: "Ewolucja jest faktem", Prószyński i Ska, 2009r.) została przełożona na kilkanaście języków, a przez Richarda Dawkinsa jest oceniana jako najlepsza książka o ewolucji.  Jerry Coyne jest jednym z najlepszych na świecie specjalistów od specjacji, rozdzielania się gatunków.  Jest wielkim miłośnikiem kotów i osobistym przyjacielem redaktor naczelnej.


Skomentuj     Wyślij artykuł do znajomego:     Wydrukuj






Nauka

Znalezionych 1039 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Wirtualna edukacja   Novella   2019-12-03
Teoria klasy próżniaczej Thorsteina Veblena – uaktualnienie statusu   Henderson   2019-12-02
Punkt szczytowy inteligencji   Novella   2019-11-30
Likwidowanie przeziębienia miedzią   Novella   2019-11-27
Dlaczego wyjaśnianie problemów przez biały przywilej jest niesłuszne   Rob Henderson   2019-11-25
LiveScience zachwala panpsychizm jako rozwiązanie trudnego problemu świadomości   Coyne   2019-11-22
Jak walczyć z firehosing   Novella   2019-11-19
Odwołajcie antyszczepionkową konferencję w Tel Awiwie   Blum   2019-11-15
Ewolucja dwunożności   Novella   2019-11-14
Granice „przeskoczenia” progu opłacalności   Lomborg   2019-11-13
Dlaczego nie żyjemy w epoce post-prawdy   Pinker   2019-11-11
Śledząc pochodzenie człowieka   Novella   2019-11-09
Skamieniałe trylobity idące gęsiego. Ale dlaczego to zrobiły?   Coyne   2019-11-06
Saga o złotym ryżu   Novella   2019-11-04
Kolejne badanie rolnictwa organicznego   Novella   2019-11-02
Fabrizio Benedetti pyta: “Czy badania placebo wzmacniają pseudonaukę?”     2019-11-01
Nathaniel Comfort raz jeszcze: nauka nie czyni postępów (czy może robi to?)   Coyne   2019-10-31
Pochwała jednoznaczności   Witkowski   2019-10-29
Stare i nowe  troski o bezpieczeństwo żywnościowe   Ongu   2019-10-28
Powrót Adama i Ewy jako rzeczywistych ludzi, jak proponuje kolejna pseudonaukowa teoria   Coyne   2019-10-25
Pradawne przechowywanie żywności   Novella   2019-10-24
Artykuł w naukowym piśmie ”Nature” dyskredytuje naukę i „scjentyzm”, kwestionuje wartości Oświecenia   Coyne   2019-10-22
Błogosławieni ci, którzy wycofują   Jacoby   2019-10-19
Pro-life czyli czarodziej z Krotoszyna   Koraszewski   2019-10-18
Biologia rozwoju ujawnia ewolucyjną historię   Novella   2019-10-15
Niebezpieczne życie antropologa   Blackwell   2019-10-12
Swędzikami jesień się zaczyna   Łopatniuk   2019-10-11
Jak wieloryb stracił swoje geny   Coyne   2019-10-10
Używanie sztucznej inteligencji do diagnozy   Novella   2019-10-08
Niespodzianka! Koty są tak samo przywiązane do swojego personelu jak psy i niemowlęta   Coyne   2019-10-05
Oburzenie, stronniczość i niestabilność prawdy   Novella   2019-10-04
O zmianie klimatu: ludzkość nie jest „nikczemna”   Lomborg   2019-10-03
Postmodernizm wyjaśniony i krytykowany   Coyne   2019-09-30
Uzdrawianie kryształami   Novella   2019-09-26
Kolejna rewolucja w rolnictwie   Novella   2019-09-24
Opory przeciwko szczelinowaniu są oparte na ideologii, a nie na nauce   Jacoby   2019-09-23
St Paul Island część 5   Lyon   2019-09-21
Co to jest czerwona rtęć?   Novella   2019-09-20
Jaka sztuka siedzi w naszych genach i czy to aby nie kicz?   Koraszewski   2019-09-19
Fałszywe wspomnienia i Fake News   Novella   2019-09-18
Kolejna próba odrzucenia teorii Darwina   Coyne   2019-09-17
Choroba zielonych mięśni   Łopatniuk   2019-09-14
”Sygnalizowanie cnoty” może nas irytować. Cywilizacja byłaby jednak bez niego niemożliwa    Miller   2019-09-13
Foka Weddela wygryza w lodzie otwory do oddychania   Coyne   2019-09-12
DNA i Loch Ness   Novella   2019-09-11
Nowa i ważna czaszka hominina z Etiopii   Coyne   2019-09-10
St Paul Island, Część 4   Lyon   2019-09-06
Biały jak śnieg, żółciutki jak kaczuszka   Łopatniuk   2019-09-04
Pingwiny geje? Nie tak szybko   Coyne   2019-09-03
Czego może nas nauczyć była zwolenniczka antyszczepionkowców, Kelley Watson-Snyder     2019-08-30
Bezzbożowa karma dla psa   Novella   2019-08-29
Odrażające życie płciowe pingwinów białookich   Coyne   2019-08-28
Badanie akupunktury jako terapii na dławicę piersiową   Novella   2019-08-23
Pradawna gigantyczna papuga z Nowej Zelandii: metr wysokości i waga 7 kilogramów!   Coyne   2019-08-22
Alaska — nurniczki i obopólny dobór płciowy   Lyon   2019-08-20
Zła nauka promuje organiczne jabłka   Novella   2019-08-19
Gąsienica zmienia kolor, żeby dopasować się do podłoża nie używając oczu: potrafi widzieć skórą!   Coyne   2019-08-16
Pseudonaukowa histeria to nie jest dobra odpowiedź na klimatyczne wyzwania   Lomborg   2019-08-14
GMO i model deficytu wiedzy   Novella   2019-08-12
Po raz pierwszy użyto edytowania genów CRISPR do leczenia zaburzenia genetycznego – anemii sierpowatej   Coyne   2019-08-08
Maskonury z wyspy St. Paul na Alasce   Lyon   2019-08-07
Zbieg okoliczności czy prawo wielkich liczb?   Novella   2019-08-06
I pijcie łzy moje, czyste rzęsiste   Łopatniuk   2019-08-03
Kształtowanie opinii o nauce i medycynie   Novella   2019-08-02
Nowe badanie dotyczące zwrotu zgubionych portfeli: ludzie na świecie są uczciwsi niż myślisz, ale czytelnik wyliczył, że uczciwość jest większa w mniej religijnych krajach   Coyne   2019-08-01
Praktykowanie medycyny bez uprawnień nie jest wolnością słowa   Novella   2019-07-31
Radujcie się, Ziemia staje się zieleńsza   Ridley   2019-07-30
Spiski wokół ptaków   Novella   2019-07-29
Matt Meselson opisuje swój najsłynniejszy eksperyment (z Frankiem Stahlem)   Coyne   2019-07-26
Niemający rozeznania filozof twierdzi, że gatunki nie istnieją   Coyne   2019-07-23
Więcej złych wiadomości dla dilerów witamin   Novella   2019-07-22
Starożytny ptak z nadzwyczaj długim palcem   Coyne   2019-07-19
YouTube i szarlataneria leczenia raka dietą   Novella   2019-07-18
“Współczesny” Homo sapiens mógł być w Eurazji aż 210 tysięcy lat temu   Coyne   2019-07-17
Hodowanie mini-mózgów z komórek macierzystych   Novella   2019-07-15
Szczepionka HPV działa. Koniec kropka     2019-07-13
Efekt przechodnia   Novella   2019-07-11
Prątkiem w raka, czyli co ma gruźlica do raka pęcherza   Łopatniuk   2019-07-06
Opowieści o nauce zastępują fikcję w Teatrze Narodowym Ugandy   Ongu   2019-07-05
Pleśń w przestrzeni kosmicznej   Novella   2019-07-03
Pterozaury: Czy umiały latać od razu po wykluciu się?   Coyne   2019-07-02
Ludziom rosną rogi? – Złe informowanie o nauce   Novella   2019-07-01
Przemysł ”wellness”   Novella   2019-06-28
Nazywanie zmiany klimatu ”katastrofalną” utrudnia znalezienie realnych odpowiedzi   Lomborg   2019-06-26
Olbrzymie straszyki mają zostać ponownie wprowadzone na wyspę Lord Howe   Coyne   2019-06-25
Amonit (i masa innych stworzeń) znaleziona w birmańskim bursztynie   Coyne   2019-06-21
Ślubowanie o zniesieniu grzechu   Ridley   2019-06-20
Nowe informacje o dzieciach CRISPR   Novella   2019-06-17
Słonie mają fantastyczny węch (lepszy niż psy): są jedynymi zwierzętami, które potrafią rozróżnić inne ilości pokarmu tylko po zapachu   Coyne   2019-06-14
Indyjscy farmerzy wysiali ziarna GMO w proteście obywatelskiego nieposłuszeństwa     2019-06-13
Chcąc zadowolić antyaborcjonistów administracja Trumpa tnie finansowanie badań medycznych przy użyciu tkanki płodowej   Coyne   2019-06-11
Triumf Mao: Światowa Organizacja Zdrowia oficjalnie akceptuje szarlatanerię tradycyjnej chińskiej medycyny     2019-06-04
Ale jak to bezbarwnikowy?   Łopatniuk   2019-06-01
Na zdrowie: izraelscy naukowcy warzą piwo na ”wskrzeszonych” drożdżach sprzed 5000 lat     2019-05-31
Skąd wiemy to, co wiemy?   Novella   2019-05-28
Samice bonobo (ale nie samice szympansów) pomagają swoim synom w zdobywaniu partnerek   Coyne   2019-05-25
Dlaczego ludzie sprzeciwiają się technologiom, które zmniejszają szkody?   Ridley   2019-05-24
Nowa praca o nielotnych chruścielach rażąco przesadzona i wypaczona w popularnych mediach   Coyne   2019-05-22
Trenowanie sztucznej inteligencji, żeby widziała jak człowiek   Novella   2019-05-21
A polać wielką wodą…   Cipiur   2019-05-18

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

Schadenfreude



Pseudonaukowa histeria...


Panstwo etc



Biły się dwa bogi


 Forma przejściowa


Wstęga Möbiusa


Przemysł produkcji kłamstw


Jesteś tym, co czytasz,



Radykalne poglądy polityczne


Einstein



Socjologia



Allah stworzyl



Uprzednie doświadczenie



Żydowski exodus



PRL Chrystusem narodów



Odrastające głowy hydry nazizmu



Homeopatia, wibracje i oszustwo


Żołnierz IDF



Prawo powrotu



Mózg i kodowanie predyktywne



Nocna rozmowa



WSzyscy wiedza



Nieustający marsz



Oświecenie Pinker



Alternatywna medycyna zabija



Kobiety ofiarami



Prometeusz



modyfikowana pszenica



Arabowie



Roboty będą uprawiać ziemię



Sumienie, czyli moralność bez smyczy



Skomplikowana ewolucja



Argument neuroróżnorodności



Nowe badanie pamięci długotrwałej


Listy z naszego sadu
Redaktor naczelny:   Hili
Webmaster:   Andrzej Koraszewski
Współpracownicy:   Jacek, , Malgorzata, Andrzej, Marcin, Henryk