Prawda

Niedziela, 29 maja 2022 - 00:18

« Poprzedni Następny »


Powiadom znajomych o tym artykule:
Do:
Od:

Definiowanie gatunku: nowe, ale problematyczne, pojęcie gatunku


Jerry A. Coyne 2017-04-17

Kilka dni temu Eva Botkin-Kowacki pisząca o nauce dla „Christian Science Monitor” przeprowadziła ze mną wywiad. Chciała dyskutować o nowym artykule o specjacji ptaków zamieszczonym w „The Auk”, autorstwa Geoffreya E. Hilla z Auburn University: The mitonuclear compatibility species concept (wolny dostęp, odnośnik na końcu). Przeprowadzała także wywiady z kilkoma innymi biologami ewolucyjnymi i ornitologami.

Tezą Hilla jest, że specjacja u ptaków postępuje głównie przez rozbieżne ewoluowanie mitochondriów jednej izolowanej populacji od genomów jądrowych innej populacji, kiedy więc populacje spotykają się po długim okresie izolacji, geny mitochondrialne jednego gatunku nie pasują do pewnych genów jądrowych drugiego i hybrydy albo są bezpłodne, albo niezdolne do życia. Uczyniłoby je to różnymi gatunkami, jeśli problem hybryd jest poważny i przepływ genów między populacjami bardzo niski. Najsilniejszym dowodem, jaki Hill ma na te hipotezę, jest, że dwa „gatunki” ptaków, lasówka niebieskoskrzydła i lasówka złotoskrzydła mają bardzo niewielkie rozejście się genów jądrowych (0,03%, żeby być dokładnym), ale ich mitochondria różnią się znacznie bardziej – 3%. Są uważane za gatunki, ponieważ mają inne ubarwienie i zachowują różnice, kiedy się spotykają.


Oto one:


Lasówka niebieskoskrzydła
(Vermivora cyanoptera):



Lasówka złotoskrzydła (V. chrysoptera):



Według “pojęcia mitojądrowej zgodności gatunków” Hilla, kiedy widoczny jest pewien poziom różnic genetycznych między mitochondriami różnych grup, wskazuje to na niezgodność mitojądrową i grupy powinny być uznane za różne gatunki:

W wyniku, kiedy populacje rozejdą się w ko-adaptowane genotypy mitojądrowe, zredukowane dostosowanie potomstwa spowodowane niezgodnościami mitojądrowymi zabrania wymiany genów mt i N-mt i skutecznie izoluje osobniki o wspólnych, ko-adaptowanych genotypach N i mt. Biorąc to pod uwagę proponuję, by gatunki ptasie diagnozować obiektywnie przez unikatowo ko-adaptowane genotypy mt i N, które są niezgodne z ko-adaptowanym genotypem mt i N jakiejkolwiek innej populacji. Według tej koncepcji zgodności mitojądrowej gatunków, genotyp mitochondrialny jest najlepszą obecnie metodą określania gatunków.

Nie mówi jednak, jak duża różnica między mitochondrialnym DNA upoważniałaby do stwierdzenia, że dwie populacje są różnymi gatunkami.  


Dla Hilla rozejście się mtDNA lasówek sugeruje, że duże rozejście się mitochondriów odegrało główną rolę w niedopuszczeniu do przepływu genów między tymi gatunkami. Jest to jednak z kilku powodów problematyczne.


Po pierwsze, aby interakcje między mitochondrialnym a jądrowym DNA były szkodliwe, także jądrowy DNA musiałby rozejść się w kilku miejscach. Wiemy, że jest sześć odcinków u tych gatunków, które wykazują rozejście się DNA jądrowego, a są wśród nich geny na ubarwienie piór (istnieją także różnice ekologiczne). Dlaczego jednak specjacja w tych grupach nie mogła zajść przy udziale doboru płciowego, rozeszły się więc zarówno pod względem ubarwienia samców, jak i preferencji samic, zamiast za powód uznać niezdolności do życia hybryd z powodu rozejścia się DNA mt/jądrowego? 


Lub może rolę odegrało zróżnicowanie ekologiczne. Problemem z teorią Hilla, co wskazali ewolucjoniści Darren Irwin i Brian Sidlauskas w artykule w “Monitor”, jest założenie, że niezgodność jądrowego/mtDNA jest przyczyną specjacji, skoro mogłaby (jeśli w ogóle istnieje; patrz poniżej) nastąpić po specjacji, która już zaszła drogą doboru płciowego lub jakiegoś innego procesu.


Jeśli jednak tak jest, to dlaczego mitochondria tak się rozchodzą w porównaniu do DNA jądrowego? Mam własną teorię na ten temat, która przekazałem pani Botkin-Kowacki, ale nie wspomniała o niej w artykule. U ptaków samice są  płcią heterogametyczną (płcią z różnymi chromosomami płciowymi), ZW u samic i ZZ u samców. Jest to odwrotność sytuacji u ssaków i owadów, gdzie samce są heterogametyczne z chromosomami XY, a samice z chromosomami XX (pod tym względem Lepidoptera są jak ptaki.)


Wiemy także, ze zjawiska zwanego „regułą Haldane’a” (od biologa J.B.S. Haldane), że u hybryd między gatunkami lub populacjami, jeśli tylko jedna z dwóch płci jest bezpłodna lub nienadająca się do życia, niemal zawsze jest to płeć heterogametyczna. Tak więc wśród hybryd gatunkowych u ptaków i motyli samice są często bezpłodne lub niezdolne do życia, podczas gdy u ssaków i owadów są to zazwyczaj samce. Dużą część mojego życia zawodowego spędziłem pracując nad tym zjawiskiem i moja praca, jak również praca innych sugeruje pewne wyjaśnienia, ale nie będę tutaj w to wchodził. 


Jeśli reguła Haldane’a stosuje się do lasówek, to samice mogą być częściej bezpłodne lub niezdolne do życia niż samce. Ponieważ to samice, nie zaś samce, przekazują mitochondrialny DNA, przeszkodziłoby to przechodzeniu mitochondrialnego DNA między tym dwoma gatunkami – jako że samice-hybrydy nie mogłyby kojarzyć się z samcami z żadnego z gatunków rodzicielskich. Nie dotyczyłoby to DNA jądrowego, który mógłby przechodzić między gatunkami, kiedy hybrydy-samce krzyżowałyby się z każdym z gatunków rodzicielskich. Te hybrydy-samce nie przekazywałyby jednak swojego DNA mitochondrialnego, który przekazuje tylko żeński rodzic. Samo to zjawisko wyjaśniłoby rozbieżność między rozejściem się DNA mitochondrialnego a DNA jądrowego bez potrzeby przywoływania jakichś złych interakcji między genami mitochondrialnymi i jądrowymi. Jest to po prostu zjawisko genetyczne – jeśli część DNA nie może przechodzić między gatunkami, ta część rozejdzie się szybciej. A to obaliłoby najsilniejszy dowód Hilla. (Jego dowody dla tej teorii i tak nie są zbyt silne, chociaż widzieliśmy to zjawisko u niektórych widłonogów.)


Tutaj są inne problemy z teorią Hilla:

  • Jest subiektywna: jakie rozejście się między mitochondrialnym DNA dwóch grup spowoduje, że będą się liczyły jako różne gatunki? Choć Biologiczne Pojęcie Gatunku [Biological Species Concept (BSC)], które zalicza gatunki jako różne, jeśli przepływ genów między nimi jest poważnie zakłócony, jest subiektywne w niektórych wypadkach niepełnego przepływu genów, w innych jest obiektywne: ludzie nie mogą wymieniać genów z szympansami ani Drosophila simulans z D. melanogaster (hybrydy są całkowicie bezpłodne lub niezdolne do życia).
  • Pojęcie gatunku Hilla jest jedynie podkategorią BSC: jest tylko jednym z wielu sposobów, na jakie przepływ genów może być zakłócony, a wiemy o wielu gatunkach, jak kaczki, które zachowują odrębność, mimo że bariery reprodukcyjne nie obejmują problemów z DNA mt/jądrowym.
  • Pojęcie gatunku Hilla nie jest ogólne: znamy wiele gatunków w innych grupach, w których przepływ genów został zatrzymany nie przez bezpłodność lub niezdolność do życia hybryd, ale przez zjawiska takie, jak różnice w ekologii, preferencje w wyborze partnera lub inna pora godowa albo używanie innych zapylaczy.   
  • Jak przyznaje Hill, nie ma bezpośrednich dowodów w żadnym gatunku ptaków na problem hybryd spowodowany szkodliwymi interakcjami między mitochondrialnym DNA jednego gatunku a jądrowym DNA drugiego. Jest to czysto spekulacyjna teoria oparta na obserwacjach takich jak dane o lasówkach, które mają inne i lepsze wyjaśnienia. 
  • W innych grupach, takich jak ssaki i muchy, mitochondria przenoszą się z łatwością między gatunkami, podczas gdy DNA jądrowy jest dalszy od siebie. Wyjaśnia to reguła Haldane’s (w tych grupach płodne hybrydy-samice mogą przenosić mtDNA między gatunkami), ale koncepcja Hilla, że mitochondria są genetycznie niezgodne z jądrowym DNA, tego nie wyjaśnia.

Jak powiedziałem pani Botkin-Kowacki, uważam, że teoria Hilla jest dość interesująca, ale dziwiłem się, że pisze o tym artykuł, bo nie jest to żaden przełom. Odpowiedziała, że koncepcja  „gatunków” jest zawsze rewidowana, a tutaj jest kolejna. Powiedziałem jej, że uważam BSC za najużyteczniejszą w rozumieniu „problemu gatunków”, który to problem intrygował biologów ewolucyjnych w czasach Nowoczesnej Syntezy. Moje wyjaśnienie jest poniżej:

Jerry Coyne, biolog z University of Chicago i współautor książki Speciation, zgadza się, że hipoteza Hilla mogłaby być tylko jednym z aspektów klasycznej koncepcji gatunku biologicznego. “Nie dowiódł, że jest to lepsze kryterium dla pojęcia gatunku niż to, które używane jest tradycyjnie – mówi dr Coyne w wywiadzie telefonicznym dla ‘Monitor’ – Zawsze sprowadza się to do izolacji rozrodczej”.


“Jeśli pytasz dlaczego natura jest grudkowata - mówi, odnosząc się to zgrupowań, które naukowcy nazywają gatunkami – nie bardzo da się dojść do jakiegokolwiek innego wniosku niż to, że tym, co uczyniłoby z tych grudek continuum zamiast grudkowatości, są bariery rozrodcze”.  


Próba znalezienia jednego pojęcia gatunku, który będzie pasował do wszystkich, może nie być najlepszą drogą dla biologów, mówi Irwin. “Być może, różne pojęcia pasują lepiej do różnych grup zwierząt lub roślin i różne procesy mogą zachodzić w różnych przypadkach – mówi. – Może nie istnieć doskonałe pojęcie gatunku”.

Nie sądzę, że istnieje jedno pojęcie gatunku, które obejmuje grupy zarówno rozmnażające się płciowo, jak bezpłciowo (nie można mieć izolacji reprodukcyjnej, jeśli grupa reprodukuje się bezpłciowo!), ale BSC okazała się najbardziej użyteczna w zrozumieniu braku ciągłości natury. Powiedziałem jej także, że każda praca, o której wiem, a która omawia proces specjacji, posługuje się BSC, a więc biolodzy rozumieją, że izolacja rozrodcza jest kluczowa w utrzymaniu odrębności grup w naturze, które nazywamy gatunkami.  

______________

Hill, G. E. 2007. The mitonuclear compatibility species concept. The Auk 134: 393-409. doi: http://dx.doi.org/10.1642/AUK-16-201.1


Defining species: a new but problematic species concept

Why Evolution Is True, 10 marca 2017

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 1297 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

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
Wielkie zdarzenie oksydacyjne   Novela   2021-04-09
Kiedy panika klimatyczna zlewa się z kulturą anulowania   Lomborg   2021-04-06
Czy wykształceni ludzie są bardziej antysemiccy?   Albert Cheng i Ian Kingsbury   2021-04-05
Nieoczekiwana historia i cudowny sukces szczepionek   Ridley   2021-03-31
Innowacja jest geograficznie zlokalizowanym i chwilowym zjawiskiem   Ridley   2021-03-29
Czy gąbki są najbliższymi krewnymi pozostałych zwierząt?   Coyne   2021-03-26
Kilka lekcji z rosyjskiej rewolucji. Jak kuszący radykalny nihilizm prowadzi do ekstremizmu   Geifman   2021-03-22
Wracamy do raju?   Łukaszewski   2021-03-18
Ślimakowi morskiemu odrasta tułów z odciętej głowy, czyli “autotomia z kleptoplastią”   Coyne   2021-03-15

« 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