Prawda

Piątek, 29 marca 2024 - 15:23

« Poprzedni Następny »


Powiadom znajomych o tym artykule:
Do:
Od:

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 Tipsa en vn Wydrukuj






Nauka

Znalezionych 1470 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Po raz kolejny twierdzenie, że płeć nie jest binarna, ale bez żadnych nowych argumentów   Coyne   2024-03-29
Jak małpy człekokształtne (włącznie z ludźmi) straciły swoje ogony   Coyne   2024-03-26
Ale najpierw kawa   Tonhasca Júnior   2024-03-21
Ideolodzy: dlaczego nauczanie genetyki musi mieć charakter społeczno-polityczny   Coyne   2024-03-19
Przepływ genów od neandertalczyków i denisowian do ludzi „współczesnych” i odwrotnie   Coyne   2024-03-14
Wejdź – skoro nalegasz   Tonhasca Júnior   2024-03-09
Czy “bezpłciowe” bakterie tworzą biologiczne gatunki?   Coyne   2024-03-06
Carl Zimmer o gatunkach i ochronie     2024-02-29
Kolejna błędna próba skorygowania ewolucji   Coyne   2024-02-22
Ryjący w ziemi przedsiębiorcy   Tonhasca Júnior   2024-02-15
Olbrzymie armie o niezliczonych umiejętnościach    Tonhasca Júnior   2024-02-08
Wejdź, powiedziała, dam ci schronienie przed burzą   Tonhasca Júnior   2024-01-15
Czy ludzie wyewoluowali w wodzie?   Coyne   2024-01-08
Jak upadają wielcy   Tonhasca Júnior   2024-01-04
Oczy reniferów zmieniają kolor, żeby łatwiej im było dostrzec jadalne porosty   Coyne   2023-12-30
Życzliwi przestępcy   Tonhasca Júnior   2023-12-28
Conor Friedesdorf (i Alexander Barvinok) o ideologicznym przymusie na amerykańskich uczelniach   Coyne   2023-12-26
Zdumiewający manipulatorzy   Tonhasca Júnior   2023-12-25
Nie gryzie się ręki, która cię zapyla   Tonhasca Júnior   2023-10-19
Rewolucja komunikacyjna   Hannam   2023-10-18
BBC szerzy propagandę rolnictwa organicznego, a biedni na świecie cierpią   i Kathleen Hefferon   2023-10-13
Niezwykły przypadek koewolucji i specyficzności zapylacz/storczyk   Coyne   2023-10-07
Płeć męska lub żeńska: nie ma nic pomiędzy   Elliot   2023-10-03
Myślenie intuicyjne i analityczne   Novella   2023-09-29
„Kryzys klimatyczny” to mistyfikacja   Williams   2023-09-25
Jak (i dlaczego) ośmiornica edytuje swój RNA   Lewis   2023-09-23
„Najbardziej znany zabójca ludzi”: jakie są prawdziwe początki XIV-wiecznej Czarnej Śmierci?   Lewis   2023-09-15
Do jakiego stopnia pary mają wspólne cechy?   Novella   2023-09-14
Kenia daje zielone światło 58 projektom GMO – naukowcy na całym świecie kontynuują badania w dziedzinie biotechnologii, mimo procesów sądowych i dezinformacji   Ombogo   2023-09-08
Lancet atakuje anty-przebudzenie, a czytelnik odpowiada   Coyne   2023-08-24
Więcej wyrafinowanej teologii: uczony religijny zastanawia się, czy neandertalczycy mieli nieśmiertelne dusze   Coyne   2023-08-16
Aktywiści anty-GMO w Afryce szerzą mity i strach, ale nie przedstawiają żadnych naukowych dowodów   Abutu   2023-08-14
Mało znana strona ryjkowców   Tonhasca Júnior   2023-08-11
Dlaczego nie można być osobą transrasową?   Coyne   2023-08-10
Walka z malarią za pomocą inżynierii genetycznej   Novella   2023-08-08
Jak restrykcje Unii Europejskiej podsycały głosy przeciwko GMO, jak również głód na globalnym Południu, a zwłaszcza w Afryce   Oria   2023-08-02
Nieznośni mali pomocnicy   Tonhasca Junior   2023-07-29
Macedońskie skarby   Tonhasca Júnior   2023-07-26
GMO i motyle   Novella   2023-07-25
Narzucanie ideologii naturze: Kew Garden celebruje „rośliny queer”   Coyne   2023-07-24
Smak miesiąca   Tonhasca Júnior   2023-07-20
Kłopoty na wylocie   Szczęsny   2023-07-18
Ideologiczne podważanie biologii   i Luana S. Maroja   2023-07-17
Role mężczyzn i kobiet w polowaniu, raz jeszcze   Coyne   2023-07-15
David Hillis o specjacji   Coyne   2023-07-13
Niechętni dawcy i pracowici biorcy   Tonhasca Júnior   2023-07-08
Grube problemy z jelitem   Szczęsny   2023-07-07
Badaczka z Leakey Foundation twierdzi, że kości orangutanów mówią nam, że biologiczna płeć jest spektrum, a nie binarna   Coyne   2023-06-30
Przez dziurkę od klucza   Szczęsny   2023-06-24
Nowa (nie podparta żadnymi dowodami) hipoteza, która eliminuje role płciowe w społecznościach łowców-zbieraczy   Coyne   2023-06-22
Błędne wyobrażenia o ewolucji   Coyne   2023-06-16
Influencerzy z podziemia   Tonhasca Júnior   2023-06-13
Jak wyewoluowało ubarwienie ostrzegawcze?   Coyne   2023-06-12
„San Francisco Chronicle” bardzo myli się w sprawie biologicznej płci   Coyne   2023-06-09
Kolczasty problem   Tonhasca Júnior   2023-06-06
Wpaść w amok. Empiryczna analiza szaleńczych zabójstw pokazuje, że wyłaniają się dwa różne wzorce.   King   2023-06-03
Błędna krytyka genetycznych testów na pochodzenie   Coyne   2023-06-02
Zdatny do lotu   Tonhasca Júnior   2023-06-01
‘Raniąca’ idea merytorycznych podstaw nauki    i Jerry Coyne   2023-05-29
Główny problem w filogenezie zwierząt wydaje się być rozwiązany   Coyne   2023-05-26
Americana   Tonhasca Júnior   2023-05-24
Czy uprawa jabłek odzwierciedla bigoterię?   Coyne   2023-05-18
Kenia: Musimy zająć się brakiem bezpieczeństwa żywnościowego, ale najpierw musimy położyć kres dezinformacji na temat upraw modyfikowanych genetycznie   Oria   2023-05-16
Czytanie myśli z fMRI i AI   Novella   2023-05-05
Jest lepiej niż myślisz   Lomborg   2023-05-03
Dwudziestu dziewięciunaukowców publikuje artykuł w obronie merytorycznych podstaw w nauce     2023-05-01
Niewygodna historia   Ferguson   2023-04-28
Biologia rezygnacji z działania: kiedy kontynuować, a kiedy spasować   Coyne   2023-04-26
Porywacze ciał   Tonhasca Júnior   2023-04-25
Porażka jest kluczowym składnikiem innowacji   Ridley   2023-04-22
Używanie roślin jako biofrabryk   Novella   2023-04-14
Dawno zmarli przemawiają do nas   Tonhasca Júnior   2023-04-12
Wątpliwi pomocnicy    Tonhasca Júnior   2023-04-08
Uganda: aktywiści przeciwni biotechnologii szerzą dezinformację   Wetaya   2023-04-05
Anglia pozwala na uprawy poddane edycji genów   Novella   2023-04-03
Recenzja z książki  Can “The Whole World” Be Wrong?   Rose   2023-04-01
Psychologia ewolucyjna dla początkujących   Coyne   2023-03-27
“Konwergentna” ewolucja mrówek grzybiarek Starego i Nowego świata   Coyne   2023-03-23
Gigantyczna armia małych zabójców   Tonhasca Júnior   2023-03-22
Colin Wright broni binarności płci u zwierząt   Coyne   2023-03-15
AI: gorąca randka z “Sydneyem ”   Gotefridi   2023-03-15
Zmienić język w ekologii i biologii ewolucyjnej! Przykład anemii sierpowatej   Coyne   2023-03-13
Wzrost liczby nieobecnych ojców i towarzyszące temu społeczne problemy   Geary   2023-03-11
No pasarán    Tonhasca Júnior   2023-03-04
Dezinformacja o GMO: Kenijczykom będzie trudno podejmować racjonalne decyzje i to może kosztować życie   Mykonyo   2023-02-24
Twardy kwiat do zgryzienia    Tonhasca Júnior   2023-02-22
ChatGPT niemal zdaje lekarski egzamin końcowy   Novella   2023-02-21
“Rogi” trylobitów mogły być używane jako broń w walkach między samcami   Coyne   2023-02-15
Postmodernizm obnażony   Dawkins   2023-02-14
Powody naszych wierzeń. Jak i dlaczego irracjonalność trzyma nas w swoich szponach i jak możemy z tym walczyć?   Pinker   2023-02-13
Kiedy zapada noc i ziemia jest ciemna   Tonhasca Júnior   2023-02-10
W nowej książce jest słuszna krytyka idei, że są lepsze i gorsze gatunki, ale jest także błędne twierdzenie, że gatunki nie są realne   Coyne   2023-02-06
Kolczatki wydmuchują bąbelki śluzu z nosa, żeby się ochłodzić   Coyne   2023-02-02
Mali i zręczni influencerzy   Tonhasca Júnior   2023-01-31
Dowody na ewolucję: Bezwłose zwierzęta mają martwe geny na sierść   Coyne   2023-01-23
Krew, znój, łzy i pot   Tonhasca Júnior   2023-01-19
Bąkojady czyszczą nosorożce   Coyne   2023-01-18
Mózg używa geometrii hiperbolicznej   Novella   2023-01-16
O wspaniały nowy świecie   Tonhasca Júnior   2023-01-12
Ciepło zabija. Zimno zabija wielu więcej   Jacoby   2023-01-09

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

Lekarze bez Granic


Wojna w Ukrainie


Krytycy Izraela


Walka z malarią


Przedwyborcza kampania


Nowy ateizm


Rzeczywiste łamanie


Jest lepiej


Aburd


Rasy - konstrukt


Zielone energie


Zmiana klimatu


Pogrzebać złudzenia Oslo


Kilka poważnych...


Przeciwko autentyczności


Nowy ateizm


Lomborg


„Choroba” przywrócona przez Putina


„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


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