Панмиксия
Панмиксия (или панмиксис ) означает равномерное случайное оплодотворение. [1] [2] Панмиктическая популяция — это популяция, в которой все потенциальные родители могут вносить равный вклад в пул гамет, и эти гаметы равномерно распределены внутри популяции гамет (гамодема). Это предполагает, что внутри родительской популяции нет ограничений по гибридизации: ни генетических , ни цитогенетических , ни поведенческих ; и ни пространственный, ни временной (см. также «Количественную генетику» для дальнейшего обсуждения). Следовательно, возможна единая рекомбинация (оплодотворение) всех гамет. И эффект Валунда , и равновесие Харди Вайнберга предполагают, что вся популяция является панмиктической. [3]
В генетике и наследственности спаривание случайное [4] обычно подразумевает гибридизацию ( спаривание ) особей независимо от каких-либо пространственных, физических, генетических, временных или социальных предпочтений. То есть на спаривание двух организмов не влияют ни экологические, ни наследственные взаимодействия. Следовательно, потенциальные партнеры имеют равные шансы внести свой вклад в оплодотворяющий пул гамет. Если нет случайной выборки гамет, участвующих в когорте оплодотворения, произошла панмиксия. Такое равномерное случайное спаривание отличается от отсутствия естественного отбора : например, при отборе по жизнеспособности отбор происходит до спаривания.
Описание
[ редактировать ]Говоря простым языком, панмиксия (или панмиктизм) — это способность особей популяции скрещиваться без ограничений; особи могут свободно передвигаться в пределах своей среды обитания , возможно, на расстояние от сотен до тысяч миль и, таким образом, размножаться с другими членами популяции.
Чтобы подчеркнуть важность этого, представьте себе несколько разных конечных популяций одного и того же вида (например: пасущегося травоядного ), изолированных друг от друга какой-то физической характеристикой окружающей среды (густые лесные массивы, разделяющие пастбища). С течением времени естественный отбор и генетический дрейф будут медленно продвигать каждую популяцию к генетической дифференциации, которая сделает каждую популяцию генетически уникальной (что в конечном итоге может привести к видообразованию или истреблению ).
Однако если фактор разделения будет удален до того, как это произойдет (например, прорубить дорогу через лес), и особям будет разрешено свободно передвигаться, отдельные популяции все равно смогут скрещиваться . Поскольку популяции этого вида со временем скрещиваются, они становятся более генетически однородными и снова функционируют как единая панмиктическая популяция.
Пытаясь описать математические свойства структурированных популяций, Сьюэлл Райт предложил включить «фактор панмиксии» (P) в уравнения, описывающие частоты генов в популяции и учитывающие склонность популяции к панмиксии, в то время как «фактор панмиксии» «Фиксация» (F) объясняет отклонение популяции от ожиданий Харди-Вайнберга из-за менее чем панмиктического спаривания. В этой формулировке эти две величины дополняют друг друга, т. е. = 1 − F. P Из этого фактора фиксации он позже разработал F. статистику
Справочная информация
[ редактировать ]У панмиктического вида все особи одного вида являются потенциальными партнерами, и этот вид не накладывает ограничений на спаривание во всей популяции. [5] Панмиксию также можно назвать случайным спариванием, имея в виду популяцию, которая случайно выбирает себе пару, а не сортирует взрослых особей. [6]
Панмиксия позволяет видам достигать генетического разнообразия за счет потока генов более эффективно, чем виды- монандрии . Однако внешние популяционные факторы, такие как засуха и ограниченность источников пищи, могут повлиять на способ спаривания любого вида. [7] Когда ученые изучают спаривание видов, чтобы понять их стиль спаривания, они обращают внимание на такие факторы, как генетические маркеры, генетическая дифференциация и генофонд. [8]
Панмиктические виды
[ редактировать ]
Панмиктическая популяция Monostroma latissimum , морских зеленых водорослей, демонстрирует симпатрическое видообразование на юго-западных японских островах. Несмотря на панмиктику, население диверсифицируется. [9] Роющая пчела Доусона , Amegilla dawsoni, может быть вынуждена собираться в общих местах спаривания из-за неравномерного распределения ресурсов в суровых условиях пустыни. [7] Pantala flavescens следует рассматривать как глобальную панмиктическую популяцию. [10]
Связанные эксперименты и виды
[ редактировать ]- Anguilla rostrate, или американский угорь, демонстрирует панмиксию у всего вида. Это позволяет угрем иметь фенотипические вариации в своем потомстве и выживать в широком диапазоне условий окружающей среды. [11]
- В 2016 году BMC Evolutionary Biology провела исследование Pachygrapsus marmoratus , мраморного краба, отметив его как панмиктический вид. В исследовании утверждалось, что брачное поведение крабов характеризуется генетической дифференциацией из-за географических разрывов в ареале их распространения, а не панмиксией. [12]
- В гетерогенной среде, такой как леса штата Орегон, США, белки Дугласа ( Tamiasciurus douglasii ) демонстрируют местные закономерности адаптации. В исследовании, проведенном Чавесом (2014), популяция на всем трансекте оказалась панмиктической. В этом исследовании наблюдались такие черты, как форма черепа, цвет меха и т. д.
- рыба-меч, обитающая в Индийском океане ( Xiphias Gladius Было обнаружено, что ), представляет собой единую панмиктическую популяцию. Маркеры, использованные в исследовании Muths et al. (2013) обнаружили, что большая пространственная и временная однородность генетической структуры является удовлетворительной, чтобы считать рыбу-меч особой панмиктической популяцией.
См. также
[ редактировать ]- Популяционная генетика
- Количественная генетика
- Ассортативное спаривание (одна форма неслучайного спаривания, при которой гибридизуются схожие фенотипы)
- Дисассортативное спаривание (при гибридизации фенотипических противоположностей)
- Моногамия : система спаривания, при которой один самец спаривается только с одной самкой, а одна самка спаривается только с одним самцом в период размножения.
- Полигиния: система спаривания, при которой самец оплодотворяет яйца нескольких партнеров в период размножения.
- Половой отбор : форма естественного отбора, которая происходит, когда особи различаются по своей способности конкурировать с другими за партнеров или привлекать представителей противоположного пола.
- Пригодность : мера генов, внесенных человеком в следующее поколение, часто выражаемая в количестве выживших потомков, произведенных человеком.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Кинг С и Стэнфилд WD (1997). Словарь генетики . Издательство Оксфордского университета. ISBN 9780195143249 . п. 262: «Панмиксия (панмиксис): случайное спаривание в отличие от ассортативного спаривания».
- ^ Медицинский словарь Мерриам-Вебстера. «Панмиксия: случайное спаривание внутри размножающейся популяции».
- ^ Гайон, Жан; Кобб, Мэтью (1998), Борьба дарвинизма за выживание: наследственность и гипотеза естественного отбора , Cambridge University Press, стр. 158, ISBN 978-0-521-56250-8
- ^ Чоудхури, Супратим (9 мая 2014 г.). Биоинформатика для начинающих: гены, геномы, молекулярная эволюция, базы данных и аналитические инструменты . Эльзевир. ISBN 978-0-12-410510-2 .
- ^ «О терминах биологии: панмиктика» .
- ^ «Случайное спаривание» . НОАА .
- ^ Jump up to: а б Беверидж, М.; Симмонс, Л.В. (2006). «Панмиксия: пример роющей пчелы Доусона ( Amegilla dawsoni ) (Hymenoptera: Anthophorini)» Молекулярная экология . 15 (4): 951–7. дои : 10.1111/j.1365-294X.2006.02846.x . ПМИД 16599959 . S2CID 22442167 .
- ^ Пуйолар, Дж. М. (2013). «Убедительные доказательства панмиксии у американского угря» . Молекулярная экология . 22 (7): 1761–2. дои : 10.1111/mec.12143 . ПМИД 23620904 . S2CID 24345855 .
- ^ Баст, Феликс; Кубота, Сатоши; Окуда, Кадзуо (11 ноября 2014 г.). «Филогеографическая оценка панмиктических видов Monostroma с побережья Куросио, Япония, выявляет симпатрическое видообразование». Журнал прикладной психологии . 27 (4): 1725–1735. дои : 10.1007/s10811-014-0452-x . S2CID 17236629 .
- ^ Дэниел Трост; Фрэнк Сулинг; Хироши Дзингудзи; Йоран Сален; Джессика Уэр (2016). «Глобальное популяционно-генетическое исследование Pantala flavescens» . ПЛОС ОДИН . 11 (3): e0148949. Бибкод : 2016PLoSO..1148949T . дои : 10.1371/journal.pone.0148949 . ПМЦ 4775058 . ПМИД 26934181 .
- ^ Коте, Кэролайн Л.; Кастонге, Мартин; Калуйная, Маквильям; Крамб, Гордон; Бернатчес, Луи (2014). «При отсутствии местной адаптации, пластичности и пространственно изменяющихся правил отбора: взгляд на нормы геномной реакции у панмиктического вида ( Anguilla rostrata )» . БМК Геномика . 15 : 403. дои : 10.1186/1471-2164-15-403 . ПМЦ 4229938 . ПМИД 24884429 .
- ^ Фратини, Сара; Раджониери, Лапо; Дели, Темим; Харрер, Александра; Марино, Илария AM; Канниччи, Стефано; Зейн, Лоренцо; Шубарт, Кристоф Д. (2016). «Раскрытие генетической структуры популяции с помощью митохондриальной ДНК у условного панмиктического вида прибрежных крабов: размер выборки имеет значение» . Эволюционная биология BMC . 16 : 150. дои : 10.1186/s12862-016-0720-2 . ПМЦ 4960869 . ПМИД 27455997 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Мутс Д., Ле Коулс С., Эвано Х., Греве П. и Бурджеа Дж. (2013). «Мультигенетический маркерный подход и пространственно-временной анализ позволяют предположить, что в Индийском океане существует единая панмиктическая популяция рыбы-меч Xiphias Gladius» . ПЛОС ОДИН . 8 (5): е63558. Бибкод : 2013PLoSO...863558M . дои : 10.1371/journal.pone.0063558 . ПМК 3661515 . ПМИД 23717447 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - Чавес, А.С., и Кенаги, Дж.Дж. (2014). «Клинальные изменения цвета внутри панмиктической популяции древесных белок Tamiasciurus douglasii (Rodentia: Sciuridae) в зависимости от экологического градиента» . Биологический журнал Линнеевского общества . 113 (2):536.doi : 10.1111 /bij.12361 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )