Prawda

Poniedziałek, 27 czerwca 2022 - 20:53

« 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 1306 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Dramatyczny wzrost cen paliw kopalnych jest bolesny, ale daje niewielkie korzyści w walce z globalnym ociepleniem   Lomborg   2022-06-25
Efekt grupy – paskudny błąd poznawczy   Novella   2022-06-22
Nasiona z edytowanymi genomami będą miały przystępną cenę   Maina   2022-06-15
„Zapylisz mnie!”: nachalni bohaterowie świata roślin   Júnior   2022-06-11
Agroekologia zmienia biednych farmerów w biedniejszych   Muhumuza   2022-06-09
Kartofel z Matką Boską w jednej klapie i Karolem Marksem w drugiej   Koraszewski   2022-06-06
Jak nasze wspomnienia są powiązane   Novella   2022-06-04
Wielka Brytania dąży do zezwolenia na edytowanie genów   Novella   2022-06-02
„Grubogłowi przedsiębiorcy pogrzebowi w noc żywych trupów”   Júnior   2022-05-31
Coraz mniejsza część głównych plonów roślin jadalnych na świecie idzie na wyżywienie głodnych, a coraz więcej wykorzystuje się do celów niespożywczych     2022-05-28
Naukowiec z Ghany: “Afryka potrzebuje GMO bardziej niż reszta świata”   Gakpo   2022-05-26
GMO i edytowanie genów: jaka jest różnica?   Karavolias   2022-05-23
Toksyczny nektar, czyli ostrożnie z tureckim miodem   Júnior   2022-05-20
Kolejna nieudana i podyktowana ideologią próba wykazania, że płeć u ludzi nie jest binarna   Coyne   2022-05-18
Brian Charlesworth o błędach nowego artykułu rzekomo pokazującego, że fundamentalne założenie ewolucji neodarwinowskiej jest błędne   Coyne   2022-05-16
Trutnie i inni fruwający panowie   Junior   2022-05-13
Wygnanie z uniwersyteckiego świata – dwa lata później   Winegard   2022-05-10
Życie kwitnące po śmierci   Junior   2022-05-05
Organiczne środki owadobójcze są szkodliwe dla pożytecznych owadów     2022-04-30
Oxitec rozszerza próby z komarami GMO, by zredukować szerzenie się malarii   Conrow   2022-04-28
Słowa w wosku zapisane   Tonhasca Junior   2022-04-26
Rodzice, szkoła, państwo: kultura niskich oczekiwań   Koraszewski   2022-04-25
Nowoczesne ulepszanie roślin uprawnych przyjmuje historyczne podejście   Karavolias   2022-04-20
Pierwsza spożywcza roślina GMO w Ghanie   Baffour-Awuah   2022-04-16
Indie zwalniają edytowanie genów z wymaganej dla GMO oceny bezpieczeństwa   Paranjape   2022-04-11
Metamorfozy    Júnior   2022-04-09
Rolnicy nie mogą uprawiać tego, na co ich nie stać   Ongu   2022-04-07
Rośliny zmodyfikowane: odkłamać opinię o GMO   Conrow   2022-04-07
Odmowa szczelinowania jest szaleństwem   Ridley   2022-04-02
Jak wirusy chorób układu oddechowego ewoluują, by stać się łagodniejsze   Ridley   2022-03-22
Czy globalne ocieplenie może być dla nas dobre?   Ridley   2022-03-03
Południowa Afryka powinna przemyśleć regulacje dotyczące genetycznie modyfikowanych roślin   i Priyen Pillay   2022-03-01
Dlaczego środowiskowcy stanowią większą przeszkodę dla skutecznej polityki klimatycznej niż negacjoniści?   Boudry   2022-02-21
O figach i osach   Júnior   2022-02-18
Pień liczący 40 tysięcy lat przekazany Maorysom zamiast nauce   Coyne   2022-02-14
Propaganda anty-GMO obraża drobnych farmerów w Afryce i w Azji   Gakpo   2022-02-08
Jak “tubylcza medycyna” różni się od medycyny   Coyne   2022-02-07
Biotechnologia podnosi plony wysokobiałkowego afrykańskiego pochrzynu   Wetaya   2022-02-04
Spadanie w przepaść   Turski   2022-01-27
Czy koniki morskie coś nam mówią o LGBT? Błąd naturalistyczny popełniony przez Sussex Wildlife Trust   Coyne   2022-01-25
Ojczyznę wolną (od GMO) zachowują pany   Koraszewski   2022-01-22
Namawianie roślin, żeby podjęły ryzyko   Karavolias   2022-01-20
Czy uczenie się metodą prób i błędów jest „nauką”?   Coyne   2022-01-14
Czy gaz i energia jądrowa są “zielone”   Novella   2022-01-12
Ptasia grypa w czasach ludzkiej zarazy   Collins   2022-01-11
Rasa jest kontinuum. Płeć jest cholernie binarna   Dawkins   2022-01-10
Komiczne krzyki o klimatycznej Apokalipsie –— 50 lat nieuzasadnionego siania paniki   Lomborg   2022-01-06
Gnidy, o których PIS ci nie powie   Koraszewski   2022-01-05
Niebezpieczeństwo upolitycznienia nauki   Krylov   2022-01-01
Specjalne przesłanie do muzułmanów na całym świecie   Pandavar   2021-12-28
Nowe badania pokazują, że kraje rozwijające się płacą wysoką cenę za ograniczanie upraw roślin GMO   Maina   2021-12-25
Jajo, które wywołało sensację   Koraszewski   2021-12-24
Pięć powodów zakończenia debaty o GMO   Evanea   2021-12-16
Richard Dawkins pisze do “przyjaciół nauki i rozumu” w Nowej Zelandii   Coyne   2021-12-14
 Syntetyczna biologia oferuje obietnicę rozwiązania globalnego problemu z plastikiem   Agaba   2021-12-13
Nigeria wzywa Afrykę, by szła w jej ślady w sprawie GM wspięgi wężowatej   Opoku Gakpo   2021-12-09
Małe nietoperze idą do przedszkola   Koraszewski   2021-12-06
Afrykańscy naukowcy wzywają do polityki poparcia biologii syntetycznej i innych innowacji   Agaba   2021-12-02
Uprawy GMO zredukowały zatrucia farmerów pestycydami   Maina   2021-11-27
Czy genetyka może pomóc wyeliminować nierówność?   Coyne   2021-11-26
Matematyka i prawdziwa historia katastrofy klimatycznej   Lomborg   2021-11-24
Nigeria daje zielone światło kukurydzy GMO   Conrow   2021-11-22
Ugandyjscy studenci nalegają na powszechne stosowanie biotechnologii i uchwalenie prawa o biobezpieczeństwie   Agaba   2021-11-17
Organiczny eksperyment Sri Lanki   Novella   2021-11-16
Ruanda skwapliwie przyjmuje biotechnologię poprzez ekspansję OFAB   Meeme   2021-11-12
Sprzeciw wobec anulowania Huxleya   Coyne   2021-11-05
Farmerka z Kenii zbiera obfity plon z bawełny GM   Meeme   2021-11-04
Czarni uczeni i nauka o rasizmie   Koraszewski   2021-11-03
Kłusownictwo narzuca na słonie dobór w kierunku ewolucji słoni bez ciosów   Coyne   2021-11-01
Marnujemy naszą wielką szansę na edytowanie genów   Ridely   2021-10-29
“Czarne tygrysy” w małym indyjskim rezerwacie sugerują losowy dryf genetyczny   Coyne   2021-10-26
Wytwarzanie białek w roślinach przez rolnictwo molekularne   Novella   2021-10-20
Strzelby, zarazki, maszyny to zdecydowanie antyrasistowska książka. Dlaczego lewica jej nie kocha?   Barnett   2021-10-13
Nigeryjscy farmerzy nie mogą się doczekać wystarczających ilości GM nasion wspięgi wężowatej   Gakpo   2021-10-12
Dobór płciowy versus dobór naturalny: na przykładzie chrząszczy   Coyne   2021-10-08
Edytowanie genów kluczem do ulepszenia podstawowych upraw w Afryce   Abugu   2021-10-01
Bakłażan GMO jest udokumentowaną wygraną ubogich farmerów   Conrow   2021-09-23
O Jezu, wskrzeszają mamuta!   Koraszewski   2021-09-17
Wszystkie antyizraelskie wiadomości zasługują na publikację   Bard   2021-09-04
Tożsamość etniczna i rasa   Coyne   2021-08-30
Środowiskowcy mylili się – nie stoimy przed apokalipsą owadów   Ridley   2021-08-13
Czy znaleziono najstarszy dowód na istnienie zwierzęcia? Nowa gąbko-podobna skamieniałość liczy 890 milionów lat   Coyne   2021-08-11
Psy rozumieją ludzi   Novella   2021-08-06
Nowy start nauki o życiu w epoce genu   Ridley   2021-08-05
Użycie ognia przez homininy: przykład szybkiej ewolucji kulturowej?   Coyne   2021-08-04
Historia pandemii jest historią zaprzeczania   Jackoby   2021-07-27
Nieuchwytny neuron babci   Novella   2021-07-22
Cierpienie i pytanie, czy przestaniemy jeść mięso   Koraszewski   2021-07-14
Czy nadchodzi hydroponika?   Novella   2021-07-13
Raport Unii Europejskiej o glifosacie   Novella   2021-07-10
Dlaczego ideologii nie należy mieszać z nauką   Coyne   2021-06-30
Nagonka na Izrael grasuje w stowarzyszeniach nauk ścisłych, medycyny i edukacji   Chesler   2021-06-24
Szczęśliwi pracoholicy   Witkowski   2021-06-03
Propaganda w wykonaniu nauczycieli akademickich   Chesler   2021-06-02
Ewolucja wielokomórkowości   Novella   2021-05-07
Polityczna polaryzacja jest przesadzona   Novella   2021-05-04
Wrotki były kiedyś sztandarową grupą istot bez seksu, a teraz sądzi się, że ukradkiem odstawiają szybkie numerki   Coyne   2021-04-22
Błędna historia antykolonializmu   Tupy   2021-04-21
Mayflower wyrusza w podróż raz jeszcze   Koraszewski   2021-04-19
Genetyczny przełącznik CRISPR   Novella   2021-04-16

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

„Przebudzeni”


Pod sztandarem


Wielki przekret


Łamanie praw człowieka


Jason Hill


Dlaczego BIden


Korzenie kryzysu energetycznego



Obietnica



Pytanie bez odpowiedzi



Bohaterzy chińskiego narodu



Naukowcy Unii Europejskiej



Teoria Rasy



Przekupieni



Heretycki impuls



Nie klanial



Cervantes



Wojaki Chrystusa



 Palestyńskie weto



Wzmacnianie układu odpornościowego



Wykluczenie Tajwanu z WHO



Drzazgę źle się czyta



Sześć lat



Pochodzenie



Papież Franciszek



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


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