Prawda

Piątek, 3 lipca 2020 - 20:01

« 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 1121 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Postmodernizm: filozofia, która stoi za naszymi wojnami kulturowymi i postępującym nihilizmem   Hill   2020-07-02
Bodźce do innowacji w końcu pokonają COVID-19   Ridley   2020-06-27
Maleńkie stworzenia morskie budują olbrzymie, fantastyczne domy, by chronić się i zdobywać pokarm   Coyne   2020-06-25
Rośliny uprawne z edytowanym genomem pomagają farmerom i środowisku   Ridley   2020-06-20
Czy klucz do COVID można znaleźć w rosyjskiej pandemii?   Ridley   2020-06-18
Skąd więc wziął się ten wirus?   Ridley   2020-06-16
Nowe dane o tym, jak działają grzyby „mrówek zombie”   Coyne   2020-06-15
Czy brytyjski naukowy establishment popełnił największy błąd w historii?   Ridley   2020-06-13
Błysk światła w mroku   Sheagren   2020-06-12
Poczucie pewności napędza efekt potwierdzenia   Novella   2020-06-08
Czy możemy zobaczyć osobowość?   Novella   2020-06-05
Rozwiązanie dla obecnego kryzysu   Ridley   2020-06-02
Lokalizacja funkcji wykonawczych   Novella   2020-05-30
Przestańcie wierzyć w naukę   Greenfield   2020-05-28
Ewolucyjne korzenie sztuki   Koraszewski   2020-05-27
Innowacji nie można wymusić, ale można je zdławić   Ridley   2020-05-26
Stymulowanie kory wzrokowej   Novella   2020-05-23
Pora na telemedycynę   Novella   2020-05-19
Czy mrożącą krew w żyłach prawdą jest, że decyzja o zamknięciu społeczeństwa opierała się na luźnych matematycznych spekulacjach?   Ridley   2020-05-15
MMR jest bezpieczna i skuteczna   Novella   2020-05-14
Odporność stada na fakty   Koraszewski   2020-05-13
O COVID wiemy wszystko – i nie wiemy niczego   Ridley   2020-05-12
Nanotechnologia zastosowana do leczenia choroby Alzheimera   Novella   2020-05-11
COVID-19 – To są szkody   Novella   2020-05-05
Nadmiar teorii wszystkiego   Koraszewski   2020-05-04
Zawodnicy – i trudności – w wyścigu do wyleczenia COVID   Ridley   2020-04-30
Psychologia sprzeciwu wobec szczepień   Novella   2020-04-25
Prowokator czy prowokowany?   Witkowski   2020-04-24
Nauka on-line jest skuteczna   Novella   2020-04-23
Mądrość w pułapce autorytetu   Witkowski   2020-04-18
Znaleziono najstarszego “bilaterian”: odkryto podobne do robaka stworzenie wraz z jego skamieniałymi śladami   Coyne   2020-04-16
Nietoperze i pandemia   Ridley   2020-04-14
Pandemia ludzkiej głupoty   Novella   2020-04-12
W miarę postępu badań natura naszego wroga staje się coraz wyraźniejsza   Ridley   2020-04-04
Wzmacnianie układu odpornościowego podczas pandemii   Novella   2020-04-02
Dlaczego ten wirus inaczej dotyka pokolenia?   Ridley   2020-03-30
Czaszka maleńkiego dinozaura/ptaka znaleziona w bursztynie   Coyne   2020-03-27
Szczepionka na koronawirusa nie przybędzie szybko   Ridley   2020-03-25
Niebawem dowiemy się jak solidna jest nasza cywilizacja   Ridley   2020-03-23
Żywotność wirusa Covid-19 na różnych powierzchniach (rada: używaj rękawiczek, kiedy odbierasz paczki i nie otwieraj ich przez 24 godziny)   Coyne   2020-03-21
Dzień był krótszy 70 milionów lat temu   Novella   2020-03-20
Jak często powstają ptasie hybrydy?   Coyne   2020-03-18
Mózgi noworodków   Novella   2020-03-16
Twierdzenie o białku i DNA dinozaurów   Novella   2020-03-10
Porażka jest stałym elementem pracy naukowca   Konrad Bocian   2020-03-07
Jak myśleć o naszych problemach   Tupy   2020-03-03
Dlaczego tak wiele nowych wirusów pochodzi od nietoperzy?   Ridley   2020-02-29
Odkrycie antybiotyku przez AI   Novella   2020-02-27
Wizyta w Andach u łysek rogatych   Lyon   2020-02-26
Zioła nie pomagają na utratę wagi   Novella   2020-02-25
Dawkins pisze tweeta   Coyne   2020-02-24
W obronie binarności płci u ludzi   Coyne   2020-02-21
Nie palmy pieniędzy na ołtarzu zielonej manii   Lomborg   2020-02-20
Więcej dowodów ewolucji: końskie zarodki zaczynają tworzyć pięć palców, a cztery zawiązki znikają   Coyne   2020-02-18
Homeopatyczny rentgen   Novella   2020-02-14
Różnice płci w wyborze zabawek: chłopcy bawią się chłopięcymi zabawkami, dziewczynki dziewczęcymi zabawkami   Coyne   2020-02-13
Śmiertelność z powodu raka nadal spada wbrew twierdzeniom szarlatanów     2020-02-11
Odkrycie w immunologii, a leczenie nowotworów   Novella   2020-02-10
Ponowne psucie nauki przez ideologię: ”Slate” wypacza biologię ewolucyjną, by wyglądała na kapitalistyczną i antysocjalistyczną   Coyne   2020-02-07
Flamingi z braku łysek rogatych   Lyon   2020-02-06
Moja ostatnia praca badawcza. Część 3: Znaczenie   Coyne   2020-02-04
Moja ostatnia praca badawcza. Część 2: Wyniki   Coyne   2020-02-03
Moja ostatnia praca badawcza: Część 1: Cele i metody   Coyne   2020-02-01
Ewolucyjne wyjaśnienie nienaukowych przekonań   Bretl   2020-01-31
Zdumiewająca mimikra   Coyne   2020-01-27
Reality check: Pęd do szybkiej „zerowej” emisji to gwarancja przegranej   Lomborg   2020-01-27
Sfuszerowany artykuł o biologii w „Washington Post”   Coyne   2020-01-24
Punkty dla Ameryki w konflikcie między Iranem i USA   Destexhe   2020-01-24
Zbliżanie się do rozumienia pamięci   Novella   2020-01-22
Z perspektywy naszego kurnika   Witkowski   2020-01-16
Fałszywa pokora nie uratuje planety   Boudry   2020-01-09
Złoty ryż zatwierdzony na Filipinach   Novella   2020-01-07
Cudowna animacja DNA i komórek   Coyne   2020-01-06
Dychotomiczne myślenie, niepewność i zaprzeczanie nauce     2020-01-01
Mieliśmy najlepszą dekadę w historii. Naprawdę   Ridley   2019-12-31
Kreacjonista opowiada się za ”argumentem z niedowierzania”   Coyne   2019-12-26
Biologia męskiej agresji i dlaczego nie jest to tylko „socjalizacja”   Coyne   2019-12-24
Wydajność, wyzysk, wybory   Koraszewski   2019-12-23
Społecznościowe finansowanie szarlatanerii   Novella   2019-12-20
Wykład Dawkinsa o czerpaniu odwagi z darwinizmu   Coyne   2019-12-18
Uprawy GM, takie jak Złoty Ryż, uratują życie setek tysięcy dzieci   Ridey   2019-12-13
Darwin, lisy i inne ssaki na Falklandach   Mayer   2019-12-11
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

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

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



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


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