Совместное видообразование
Совместное видообразование: хозяин и паразит видоизменяются одновременно.
Смена хоста: видообразование, когда паразит меняет хоста и развивается в репродуктивной изоляции
Независимое видообразование: паразит видоизменяется на одном и том же хозяине, причины не связаны с хозяином.
Вымирание: паразит вымирает на хозяине
Пропавший без вести корабль: вид-хозяин, но паразит не оказывается репродуктивно изолированным
Совместное видообразование — это форма коэволюции , при которой видообразование одного вида диктует видообразование другого вида, и чаще всего изучается в отношениях хозяин- паразит . В случае отношений хозяин-паразит, если два хозяина одного и того же вида оказываются в непосредственной близости друг от друга, паразиты одного и того же вида от каждого хозяина могут перемещаться между особями и спариваться с паразитами на другом хозяине. [1] Однако, если событие видообразования произойдет в виде-хозяине, паразиты больше не смогут «пересекаться», потому что два новых вида-хозяина больше не спариваются, и, если событие видообразования вызвано географическим разделением, это очень маловероятно. два хоста вообще будут взаимодействовать друг с другом. Отсутствие близости между хозяевами в конечном итоге препятствует взаимодействию и спариванию популяций паразитов. В конечном итоге это может привести к видообразованию внутри паразита. [2]
Согласно правилу Фаренгольца , впервые предложенному Генрихом Фаренгольцем в 1913 году, когда происходит совместное видообразование хозяина и паразита, филогении хозяина и паразита начинают зеркально отражать друг друга. В филогениях паразитов-хозяев, а также в филогениях всех видов, если уж на то пошло, идеальное зеркалирование встречается редко. Филогения хозяина-паразита может быть изменена в результате переключения хозяина, вымирания, независимого видообразования и других экологических событий, что затрудняет обнаружение совместного видообразования. [3] Однако совместное видообразование не ограничивается паразитизмом, оно было задокументировано в симбиотических отношениях, подобных взаимоотношениям кишечных микробов у приматов. [4]
Правило Фаренгольца [ править ]
В 1913 году Генрих Фаренхольц предположил, что филогении хозяина и паразита в конечном итоге станут конгруэнтными или отразят друг друга, когда произойдет совместное видообразование. [5] Более конкретно, более близкие виды паразитов будут обнаружены на близкородственных видах хозяев. Таким образом, чтобы определить, произошло ли совместное видообразование в рамках отношений хозяин-паразит, ученые использовали сравнительный анализ филогении хозяина и паразита.
В 1968 году Дэниел Янзен предложил теорию, противоположную правлению Фаренгольца. Изучая совместное видообразование во взаимоотношениях растений и насекомых, он предположил, что виды имеют физиологический диапазон условий и окружающей среды. С течением времени сохранившиеся черты паразитических видов позволяют выживать в различных условиях и средах. «Экологическое соответствие», как известно, означает, что более близкородственные паразиты будут иметь схожие черты, необходимые для выживания на конкретном хозяине. Это объясняет совпадение филогений хозяина и паразита. [5] [6]
Паразитическое ковидообразование [ править ]
Правило Фаренгольца, по-видимому, соблюдается при паразитическом совместном видообразовании карманных сусликов и вшей . [7]
Встречается также между злаками Poaceae и Anguininae нематодами . [8] а также между некоторыми растениями и Phyllonorycter минирующей молью . [9]
Симбиотическое ковидообразование [ править ]
Среди животных наблюдается симбиотическое ковидообразование между Uroleucon (тля) и Buchnera (растения семейства Orobanchaceae ), [10] между глубоководными моллюсками и хемоавтотрофными бактериями , [11] и между Dendroctonus и некоторыми грибами. короедами [12]
Симбиотическое совместное видообразование обнаружено между муравьями Crematogaster и Macaranga . растениями [13] между фиговыми деревьями Фикус и фиговыми осами , [14] и между злаками Poaceae и грибами Epichloe . [15]
Ложное несоответствие [ править ]
Двумя основными препятствиями на пути определения совместного видообразования с использованием правила Фаренгольца являются случаи ложного конгруэнтности и ложного неконгруэнтности. Ложное соответствие возникает, когда филогения паразита и хозяина зеркально отражают друг друга, но не из-за совместного видообразования, например, если паразиты должны были колонизировать хозяев после того, как виды-хозяева разошлись, и конгруэнтные филогении возникли случайно, но это маловероятно. [16] Ложное несоответствие, когда произошло совместное видообразование, но филогении не отражают друг друга, встречается чаще и может быть вызвано рядом факторов; он также может присутствовать, если экспериментатор не обнаружил паразитов, присутствующих на хозяине. [16]
Переключение хоста [ править ]
Хотя считается, что паразиты специализируются на определенном виде хозяина, паразит обычно колонизирует другого хозяина, который ранее не был колонизирован этим видом паразита. Если « смена хозяина » происходит после события совместного видообразования, присутствие паразита на других видах-хозяевах нарушит любую потенциальную конгруэнтность в двух филогениях. В сочетании с вымиранием или независимым видообразованием филогенетические сравнения могут усложниться и полностью замаскировать событие совместного видообразования. [17]
Независимое видообразование [ править ]
Обычно независимое видообразование существенно не меняет филогенетический анализ, используемый для измерения совместного видообразования. Однако в сочетании с вымиранием независимое видообразование может стать очень проблематичным при попытке разобраться в филогении хозяина и паразита. Независимое видообразование происходит, когда одна популяция на одном хозяине подвергается видообразованию, в результате чего на конкретном хозяине образуются две сестринские линии паразита. Другими словами, линия паразита видоизменяется, а линия хозяина — нет. Это усложняется, когда две линии паразитов затем подвергаются совместному видообразованию с хозяином. Если одна из двух линий паразита вымрет из новой линии хозяина, филогении хозяина и паразита начнут распадаться. Даже если паразит и хозяин разделились вместе, филогения не будет конгруэнтной. [3]
Вымирание [ править ]
После совместного видообразования паразит (или симбионт) может вымереть, пока его хозяин выживет. Это может произойти, например, если вид-хозяин адаптируется к новой среде обитания. [3]
«Пропавший корабль» [ править ]
Если до видообразования хозяев распространение популяции паразита среди популяции хозяина носит спорадический характер, возможно, что видообразование хозяина произойдет с хозяевами, у которых нет популяции паразита. Это явление известно как «потеря лодки». Паразиты потенциально могут совпадать со своим хозяином в дальнейшем, однако паразиты потенциально могут отсутствовать в некоторых линиях хозяина. Подобно вымиранию и независимому видообразованию, само по себе «промахивание лодки», вероятно, окажет минимальное влияние на картирование филогении, однако в сочетании с независимым видообразованием филогении паразита и хозяина могут начать распадаться на части. [3]
Ссылки [ править ]
- ^ «Ковидообразование» . Evolution.berkeley.edu . Проверено 10 марта 2017 г.
- ^ Биологос. «Основы эволюции: паразитизм, мутуализм и ковидообразование» . Биологос . Архивировано из оригинала 27 апреля 2017 г. Проверено 10 марта 2017 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д Пейдж, Родерик DM (1 января 2001 г.). «Ковидообразование». ЭЛС . Джон Уайли и сыновья. дои : 10.1038/npg.els.0004124 . ISBN 9780470015902 .
- ^ Мёллер, Эндрю Х.; Каро-Кинтеро, Алехандро; Мджунгу, Деус; Георгиев Александр Владимирович; Лонсдорф, Элизабет В.; Мюллер, Мартин Н.; Пьюзи, Энн Э.; Питерс, Мартина; Хан, Беатрис Х. (22 июля 2016 г.). «Совидообразование микробиоты кишечника с гоминидами» . Наука . 353 (6297): 380–382. Бибкод : 2016Sci...353..380M . doi : 10.1126/science.aaf3951 . ПМЦ 4995445 . ПМИД 27463672 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Совместное видообразование вшей и их хозяев» . tolweb.org . Проверено 10 марта 2017 г.
- ^ «Историческая биогеография коэволюции: новые инфекционные заболевания — это эволюционные катастрофы, ожидающие своего часа (доступна загрузка в формате PDF)» . Проверено 13 апреля 2017 г.
- ^ Демастес, Джеймс В.; Хафнер, Марк С. (1 января 1993 г.). «Совместное видообразование карманных сусликов (Geomys) и их жевательных вшей (Geomydoecus)». Журнал маммологии . 74 (3): 521–530. дои : 10.2307/1382271 . JSTOR 1382271 .
- ^ Субботин Сергей А.; Кралл, Эйно Л.; Райли, Ян Т.; Чижов Владимир Н.; Сталенс, Ариана; Де Луз, Марк; Моэнс, Морис (1 января 2004 г.). «Эволюция галлобразующих растительных паразитических нематод (Tylenchida: Anguinidae) и их взаимоотношения с хозяевами, как следует из внутренних транскрибируемых спейсерных последовательностей ядерной рибосомальной ДНК». Молекулярная филогенетика и эволюция . 30 (1): 226–235. Бибкод : 2004МОЛПЭ..30..226С . дои : 10.1016/S1055-7903(03)00188-X . ПМИД 15022772 .
- ^ Лопес-Ваамонде, Карлос; Годфрей, Х. Чарльз Дж.; Кук, Джеймс М.; Нэйсон, Дж. (1 августа 2003 г.). «Эволюционная динамика использования растений-хозяев у рода минирующих молей». Эволюция . 57 (8): 1804–1821. дои : 10.1554/02-470 . ПМИД 14503622 . S2CID 35725228 .
- ^ Кларк, Марта А.; Моран, Нэнси А.; Бауманн, Пол; Вернегрин, Дженнифер Дж. (1 апреля 2000 г.). «Совместное видообразование между бактериальными эндосимбионтами (Buchnera) и недавней радиацией тли (Uroleucon) и ошибки тестирования филогенетического соответствия». Эволюция . 54 (2): 517–525. doi : 10.1554/0014-3820(2000)054[0517:CBBEBA]2.0.CO;2 . ПМИД 10937228 .
- ^ Пик, Эндрю С.; Фельдман, Роберт А.; Лутц, Ричард А.; Вриенгук, Роберт К. (18 августа 1998 г.). «Совместное видообразование хемоавтотрофных бактерий и глубоководных моллюсков» . Труды Национальной академии наук . 95 (17): 9962–9966. Бибкод : 1998PNAS...95.9962P . дои : 10.1073/pnas.95.17.9962 . ПМК 21444 . ПМИД 9707583 .
- ^ Брейсвелл, Райан Рассел, «Коэволюция и совместное видообразование в грибковом симбиозе короеда» (2015). Диссертации, диссертации и профессиональные статьи. Бумага 10781
- ^ Итино, Такао; Дэвис, Стюарт Дж.; Тада, Хидеко; Хиеда, Ёсихиро; Иногути, Мика; Итиока, Такао; Ямане, Сэйки; Иноуэ, Тамиджи (1 декабря 2001 г.). «Совидение муравьев и растений». Экологические исследования . 16 (4): 787–793. Бибкод : 2001ЭкоР...16..787И . дои : 10.1046/j.1440-1703.2001.00442.x . S2CID 23535375 .
- ^ Жуслен, Эммануэль; ван Ноорт, Саймон; Берри, Винсент; Расплюс, Жан-Ив; Рёнстед, Нина; Эразмус, Дж. Кристофф; Грефф, Жако М. (1 января 2008 г.). «Один инжир, чтобы связать их всех: консерватизм хозяев в сообществе инжирных ос, раскрытый с помощью анализа совместного вида среди опыляющих и неопыляющих инжирных ос» (PDF) . Эволюция . 62 (7): 1777–1797. дои : 10.1111/j.1558-5646.2008.00406.x . JSTOR 25150785 . ПМИД 18419750 .
- ^ Шардл, Кристофер; Лейхтманн, Адриан; Чунг, Куанг-Рен; Пенни, Дэвид; Сигел, Малькольм (1997). «Коэволюция путем общего происхождения грибных симбионтов (Epichloe spp.) и травяных хозяев» . Молекулярная биология и эволюция . 14 (2): 133–143. doi : 10.1093/oxfordjournals.molbev.a025746 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Патерсон, Адриан; Грей, Рассел (1997). Хозяин — Эволюция паразитов: общие принципы и птичьи модели . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. стр. 236–250.
- ^ де Вьен, DM; Рефрегье, Г.; Лопес-Вильявисенсио, М.; Телье, А.; Худ, МЭ; Жиро, Т. (1 апреля 2013 г.). «Совместное видообразование против видообразования со сменой хозяина: методы тестирования, данные естественных ассоциаций и связь с коэволюцией» . Новый фитолог . 198 (2): 347–385. дои : 10.1111/nph.12150 . ПМИД 23437795 .
