✖


Jump to content

Параллельное видообразование

В биологии , при котором происходит повторяющаяся эволюция репродуктивно изолирующих признаков посредством одних и тех же механизмов, происходящих между отдельными , параллельное видообразование — это тип видообразования но близкородственными видами, населяющими разные среды обитания. [1] [2] [3] [4] Это приводит к тому, что независимо развившиеся линии развили репродуктивную изоляцию от своей предковой линии, но не от других независимых линий, населяющих аналогичную среду. [1] Для подтверждения параллельного видообразования установлен набор из трех требований, которые должны быть выполнены: должна быть филогенетическая независимость между отдельными популяциями, населяющими сходные среды, чтобы гарантировать, что признаки, ответственные за репродуктивную изоляцию, развивались раздельно, Должна быть репродуктивная изоляция не только между предковой популяцией и потомственной популяцией, но также и между потомками популяций, населяющими несходные среды, а потомки популяций, населяющие схожие среды, не должны быть репродуктивно изолированы друг от друга. [1] Чтобы определить, является ли именно естественный отбор причиной параллельного видообразования, было установлено четвертое требование, которое включает в себя идентификацию и тестирование адаптивного механизма, который исключает возможность того, что генетический фактор, такой как полиплоидия, является ответственным агентом. [1]

Параллельное видообразование против параллельной эволюции

[ редактировать ]

Параллельная эволюция — это распространенное явление, которое происходит, когда отдельные, но тесно связанные линии развивают одну и ту же ненаследственную черту в результате проживания в одной и той же среде и, таким образом, перед одним и тем же давлением отбора . [1] [2] [5] Примером параллельной эволюции является независимое развитие небольших размеров тела у двух или более потомственных популяций в новой, сходной среде, отличавшейся от одной и той же предковой популяции. [1] Параллельное видообразование немного отличается от этого, поскольку представляет собой форму параллельной эволюции, но черты, которые независимо развиваются в этих разных линиях, ответственны за репродуктивную изоляцию. [1] [2] [3] [6] Используя предыдущий пример независимо развившихся небольших размеров тела, он меняется от параллельной эволюции к параллельному видообразованию, когда потомки популяций, обе из которых развили небольшие размеры тела из-за схожей среды обитания, стали репродуктивно изолированы от своей предковой популяции, но они не репродуктивно изолированы. друг от друга. [1]

Проблемы обнаружения параллельного видообразования

[ редактировать ]

Необходимый анализ нескольких переменных, включая генетические маркеры , морфологию и экологию этих независимых популяций, затрудняет привязку событий видообразования конкретно к параллельному видообразованию. [4] Неспособность устранить все три фактора, способствующих этому, может ошибочно отнести это событие к какой-то другой форме видообразования , хотя на самом деле происходило параллельное видообразование. Это также может быть сложно оценить из-за популяций одного и того же вида , между которыми может происходить небольшой поток генов , несмотря на то, что они живут в разных районах, но не имеют физических барьеров, которые необходимо преодолеть. Без этих физических барьеров поток генов нельзя считать незначительным, что может еще больше скрыть доказательства параллельного видообразования. [4]

Зарегистрированные случаи

[ редактировать ]

Однако выявление и демонстрация случаев параллельного видообразования - непростая задача из-за множества проблем, особенно необходимо провести углубленный анализ во многих аспектах, таких как филогенетика , экология , фенотипы и, в частности, повторяющееся формирование репродуктивной изоляции между видами. . [7] [8] Согласно предыдущим исследованиям, существует четыре различных критерия убедительного примера параллельного видообразования;

  1. В сходных средах популяции должны иметь различную филогению , и популяции должны иметь множественное происхождение, а не быть результатом потока генов , вызванного вторичным контактом аллопатрических популяций .
  1. Популяции потомков должны находиться в репродуктивной изоляции от популяций предков.
  2. В потомственных популяциях не должно быть репродуктивной изоляции .
  3. Эволюция общих характеристик в потомственных популяциях должна происходить посредством естественного отбора. [1] [9]

Несмотря на то, что существует множество хорошо охарактеризованных случаев параллельного видообразования, например, колюшки , [2] [10] палочники [7] [11] зяблики , [12] морские улитки , [13] и цихлиды , [14] были зарегистрированы, но в случае растений было зарегистрировано лишь несколько случаев. [15] [16] [17] [18] Однако механизмы и адаптивные процессы, участвующие в параллельном видообразовании, в значительной степени неизвестны. [2] [19]

Параллельное видообразование у растений

[ редактировать ]

Параллельное видообразование документировано у животных неоднократно. [4] хотя у растений случаев параллельного видообразования не так много, что позволяет предположить, что растения не склонны к параллельному видообразованию, но это также указывает на то, что недостаточно доступных эмпирических исследований, основанных на строгой оценке и тестировании, как в случае с животными. . [15] [6] хорошо охарактеризованный случай параллельного видообразования у дикого риса. Был продемонстрирован [9] в котором были квалифицированы все четыре критерия параллельного видообразования. В этом случае были использованы новейшие методы и инструменты, такие как полногеномное секвенирование и секвенирование по Сэнгеру образцов популяций. Проверка соответствия критериям множественного происхождения производных видов проводилась с помощью филогенетического анализа и ABC-моделирования. Этот случай с диким рисом Oryza nivara от Oryza rufipogon и другие зарегистрированные случаи на растениях. [20] [21] [22] закладывает основу того, что параллельное видообразование не характерно для видов растений. Изоляция размножения является наиболее важным критерием параллельного видообразования, и она была достигнута из-за разницы во времени цветения диких видов в среде обитания, и примеры такого механизма изоляции перед спариванием сообщалось ранее. [9]  

Условия окружающей среды и абиотические стрессы являются одной из многих причин параллельного видообразования видов растений. Предполагается, что вид растений Oryza nivara произошел от Oryza rufipogon из-за экологического перехода от продолжительной влажности к сезонно сухой среде обитания во время недавних оледенений . [23] [24] [25] Последовательность этой гипотезы можно проверить, оценив время происхождения Oryza nivara. [26] и моделирование распространения видов, позволяющее предположить, что осадки и температура были основными климатическими факторами распространения Oryza nivara . Аналогичным образом, эта гипотеза подтверждается тем фактом, что однолетние травы эволюционировали (адаптировались) к сухому климату муссонной Азии. [27] Кроме того, климатические стрессы также влияют на экологию , морфологию и физиологию растений , например, засуха может повлиять на время и характер цветения видов растений. Время цветения тщательно исследуется у видов растений и используется в качестве инструмента для выявления у растений побегов от засухи. Интересно, что раннее цветение помогает видам растений избежать сезонной засухи и приводит к повышению их приспособленности к сокращению вегетационного периода. [28] Таким образом, цветение считается «волшебной чертой». [29] у видов растений, которые помогают в адаптации и обеспечивают репродуктивную изоляцию, необходимую для параллельного видообразования. Почти полная изоляция во время цветения в сочетании с различием в системе спаривания делает его сильным барьером для прематирования потока генов между видами и сыграло ключевую роль в происхождении Oryza nivara . [30] [31]

Параллельное видообразование и естественный отбор

[ редактировать ]

Естественный отбор играет ключевую роль почти во всех теориях видообразования . Отбор — одна из движущих сил генетического разнообразия среди аллопатрических популяций , которая привела к репродуктивной изоляции как побочному продукту. [1] [32] Однако лабораторные эксперименты подтверждают этот аргумент. [33] но из-за недостаточности данных в природе неясно, какую роль естественный отбор и окружающая среда играют в возникновении репродуктивной изоляции . При проверке роли естественного отбора в параллельном видообразовании основное внимание уделялось усилению изоляции перед спариванием. [2] Но для подкрепления требуется уже существовавшая репродуктивная изоляция в форме снижения приспособленности гибридов, что обычно считается последним шагом на пути к процессу видообразования . [32] [34] Интересно, что случаи повторяющейся, параллельной эволюции в ответ на стимулы окружающей среды представляют собой крошечные доказательства эволюции путем естественного отбора. роли естественного отбора в параллельном видообразовании популяций палочников. Сообщалось о [11] Аналогично, другие исследования также предполагают аналогичные результаты, в которых указана роль естественного отбора в процессе параллельного видообразования. [35]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж Шлютер, Дольф; Нагель, Лаура М. (1995). «Параллельное видообразование путем естественного отбора» . Американский натуралист . 146 (2): 292–301. дои : 10.1086/285799 . ISSN   0003-0147 . JSTOR   2463062 . S2CID   84965667 .
  2. ^ Jump up to: а б с д и ж Рандл, Ховард Д.; Нагель, Лаура; Бофман, Джанетт Венрик; Шлютер, Дольф (14 января 2000 г.). «Естественный отбор и параллельное видообразование у симпатрических колюшек» . Наука . 287 (5451): 306–308. Бибкод : 2000Sci...287..306R . дои : 10.1126/science.287.5451.306 . ISSN   0036-8075 . ПМИД   10634785 .
  3. ^ Jump up to: а б Стрекер, Ульрика; Хаусдорф, Бернхард; Уилкенс, Хорст (1 января 2012 г.). «Параллельное видообразование пещерной рыбы Астианакс (Teleostei) в Северной Мексике» . Молекулярная филогенетика и эволюция . 62 (1): 62–70. дои : 10.1016/j.ympev.2011.09.005 . ISSN   1055-7903 . ПМИД   21963344 .
  4. ^ Jump up to: а б с д Йоханнессон, Керстин (1 марта 2001 г.). «Параллельное видообразование: ключ к симпатрической дивергенции» . Тенденции в экологии и эволюции . 16 (3): 148–153. дои : 10.1016/S0169-5347(00)02078-4 . ISSN   0169-5347 . ПМИД   11179579 .
  5. ^ «Параллельная эволюция — обзор | Темы ScienceDirect» . www.sciencedirect.com . Проверено 28 ноября 2022 г.
  6. ^ Jump up to: а б Остевик, Кэтрин Л.; Мойерс, Брук Т.; Оуэнс, Грегори Л.; Ризеберг, Лорен Х. (10 апреля 2012 г.). «Параллельное экологическое видообразование у растений?» . Международный журнал экологии . 2012 : e939862. дои : 10.1155/2012/939862 . ISSN   1687-9708 .
  7. ^ Jump up to: а б Носил, Патрик (15 марта 2012 г.). Экологический вид . ОУП Оксфорд. ISBN  978-0-19-958711-7 .
  8. ^ Ризеберг, Лорен Х.; Уиллис, Джон Х. (17 августа 2007 г.). «Видообразование растений» . Наука . 317 (5840): 910–914. Бибкод : 2007Sci...317..910R . дои : 10.1126/science.1137729 . ISSN   0036-8075 . ПМК   2442920 . ПМИД   17702935 .
  9. ^ Jump up to: а б с Цай, Чжэ Цай; Чжоу, Лиан; Рен, Нин-Нин; Сюй, Сюнь; Лю, Ронг; Хуан, Лей; Чжэн, Сяо-Мин; Мэн, Цин-Линь; Ду, Ю-Су (май 2019 г.). «Параллельное видообразование дикого риса, связанное со сменой среды обитания» . Молекулярная биология и эволюция . стр. 875–889. дои : 10.1093/molbev/msz029 . ПМК   6501882 . ПМИД   30861529 . Проверено 3 декабря 2022 г.
  10. ^ Колозимо, Памела Ф.; Хоземанн, Ким Э.; Балабхадра, Сарита; Вильярреал, Гваделупа; Диксон, Марк; Гримвуд, Джейн; Шмутц, Джереми; Майерс, Ричард М.; Шлютер, Дольф; Кингсли, Дэвид М. (25 марта 2005 г.). «Распространенная параллельная эволюция колюшек путем повторной фиксации аллелей эктодисплазина» . Наука . 307 (5717): 1928–1933. Бибкод : 2005Sci...307.1928C . дои : 10.1126/science.1107239 . ISSN   0036-8075 . ПМИД   15790847 . S2CID   1296135 .
  11. ^ Jump up to: а б Сория-Карраско, Виктор; Гомперт, Захария; Комо, Аарон А.; Фаркас, Тимоти Э.; Парчман, Томас Л.; Джонстон, Дж. Спенсер; Бюеркле, К. Алекс; Федер, Джеффри Л.; Баст, Йенс; Швандер, Таня; Иган, Скотт П.; Креспи, Бернард Дж.; Носил, Патрик (16 мая 2014 г.). «Геномы палочников раскрывают роль естественного отбора в параллельном видообразовании» . Наука . 344 (6185): 738–742. Бибкод : 2014Sci...344..738S . дои : 10.1126/science.1252136 . ISSN   0036-8075 . ПМИД   24833390 . S2CID   27177081 .
  12. ^ Райан, Питер Г.; Блумер, Полетт; Молони, Колин Л.; Грант, Тайрон Дж.; Делпорт, Уэйн (9 марта 2007 г.). «Экологическое видообразование островных вьюрков Южной Атлантики» . Наука . 315 (5817): 1420–1423. Бибкод : 2007Sci...315.1420R . дои : 10.1126/science.1138829 . ISSN   0036-8075 . ПМИД   17347442 . S2CID   36853345 .
  13. ^ Равинет, Марк; Вестрам, Аня; Йоханнессон, Керстин; Батлин, Роджер; Андре, Карл; Панова, Марина (27 июля 2015 г.). «Общая и неразделенная геномная дивергенция в параллельных экотипах Littorina saxatilis в локальном масштабе» . Молекулярная экология . 25 (1): 287–305. дои : 10.1111/mec.13332 . ПМИД   26222268 . S2CID   39707707 .
  14. ^ Элмер, Кэтрин Р.; Фань, Шаохуа; Куше, Хенрик; Луиза Шпрейцер, Мария; Каутт, Андреас Ф.; Франкини, Паоло; Мейер, Аксель (27 октября 2014 г.). «Параллельная эволюция цихлид кратерного озера Никарагуа непараллельными маршрутами» . Природные коммуникации . 5 (1): 5168. Бибкод : 2014NatCo...5.5168E . дои : 10.1038/ncomms6168 . ISSN   2041-1723 . ПМИД   25346277 .
  15. ^ Jump up to: а б Эбботт, Ричард Дж.; Приходит, Ганс Петер (2007). «Дуновение ветра: переход от экотипа к виду» . Новый фитолог . 175 (2): 197–200. дои : 10.1111/j.1469-8137.2007.02127.x . ISSN   0028-646X . JSTOR   4641039 . ПМИД   17587369 .
  16. ^ Рода, Федерико; Амвросий, Люк; Уолтер, Грегори М.; Лю, Хуанле Л.; Шауль, Андреа; Лоу, Эндрю; Пельсер, Питер Б.; Прентис, Питер; Ризеберг, Лорен Х.; Ортис-Барриентос, Даниэль (июнь 2013 г.). «Геномные доказательства параллельной эволюции прибрежных форм комплекса Senecio lautus» . Молекулярная экология . 22 (11): 2941–2952. Бибкод : 2013MolEc..22.2941R . дои : 10.1111/mec.12311 . ПМИД   23710896 . S2CID   25898940 .
  17. ^ Ричардс, Томас Дж.; Уолтер, Грег М.; Макгиган, Катрина; Ортис-Барриентос, Даниэль (сентябрь 2016 г.). «Дивергентный естественный отбор стимулирует эволюцию репродуктивной изоляции австралийского полевого цветка» . Эволюция . 70 (9): 1993–2003. дои : 10.1111/evo.12994 . ISSN   0014-3820 . ПМИД   27352911 . S2CID   30605635 .
  18. ^ Приходит Ганс П.; Коулман, Макс; Эбботт, Ричард Дж. (4 июля 2017 г.). «Повторяющееся происхождение периферийных, прибрежных (под)видов в Средиземноморье Senecio (Asteraceae)» . Экология и разнообразие растений . 10 (4): 253–271. Бибкод : 2017PlEcD..10..253C . дои : 10.1080/17550874.2017.1400127 . hdl : 10023/12337 . ISSN   1755-0874 . S2CID   89697055 .
  19. ^ Шлютер, Дольф (6 февраля 2009 г.). «Доказательства экологического видообразования и его альтернативы» . Наука . 323 (5915): 737–741. Бибкод : 2009Sci...323..737S . дои : 10.1126/science.1160006 . ISSN   0036-8075 . ПМИД   19197053 . S2CID   307207 .
  20. ^ Рода, Федерико; Уолтер, Грег М.; Ниппер, Рик; Ортис-Барриентос, Даниэль (21 апреля 2017 г.). «Геномная кластеризация адаптивных локусов во время параллельной эволюции австралийского полевого цветка» . Молекулярная экология . 26 (14): 3687–3699. Бибкод : 2017MolEc..26.3687R . дои : 10.1111/mec.14150 . ISSN   0962-1083 . ПМИД   28429828 . S2CID   9597407 .
  21. ^ Рода, Федерико; Уолтер, Грег М.; Ниппер, Рик; Ортис-Барриентос, Даниэль (июль 2017 г.). «Геномная кластеризация адаптивных локусов во время параллельной эволюции австралийского полевого цветка» . Молекулярная экология . 26 (14): 3687–3699. Бибкод : 2017MolEc..26.3687R . дои : 10.1111/mec.14150 . ISSN   0962-1083 . ПМИД   28429828 . S2CID   9597407 .
  22. ^ Тручки, Эмилиано; Фрайман, Божо; Хаверкамп, Томас Х.А.; Шёнсветтер, Питер; Паун, Овидиу (октябрь 2017 г.). «Геномный анализ предполагает параллельную экологическую дивергенцию Heliosperma pusillum (Caryophyllaceae)» . Новый фитолог . 216 (1): 267–278. дои : 10.1111/nph.14722 . ISSN   0028-646X . ПМК   5601199 . ПМИД   28782803 .
  23. ^ Барбье, Паскаль (1989). «Генетическая изменчивость и экотипическая дифференциация видов дикого риса Oryza rufipogon. I. Дифференциация популяций по признакам жизненного цикла и изозимным локусам» . 遺伝學雑誌 . 64 (4): 259–271. дои : 10.1266/jjg.64.259 . S2CID   84345175 .
  24. ^ Футуйма, Дуглас; Антонович, Янис (08 октября 1992 г.). Оксфордские обзоры по эволюционной биологии: Том 8: 1991 . Издательство Оксфордского университета, США. ISBN  978-0-19-507623-3 .
  25. ^ Банатикла-Иларио, Мария Селеста Н.; МакНелли, Кеннет Л.; ван ден Берг, Рональд Г.; Саквилл Хэмилтон, Найджел Руарайд (01 августа 2013 г.). «Модели скрещиваемости внутри и между видами Sativae серии Oryza из Азии и Австралии» . Генетические ресурсы и эволюция сельскохозяйственных культур . 60 (6): 1899–1914. дои : 10.1007/s10722-013-9965-4 . ISSN   1573-5109 . S2CID   254500351 .
  26. ^ Чжэн, Сяо-Мин; Ге, Сун (9 июня 2010 г.). «Экологическое расхождение при наличии потока генов у двух близкородственных видов Oryza (Oryza rufipogon и O. nivara): расхождение с потоком генов у двух видов Oryza» . Молекулярная экология . 19 (12): 2439–2454. дои : 10.1111/j.1365-294X.2010.04674.x . ПМИД   20653085 . S2CID   29867086 .
  27. ^ Лю, Ронг; Чжэн, Сяо-Мин; Чжоу, Лиан; Чжоу, Хай-Фей; Ге, Сун (октябрь 2015 г.). «Генетическая структура популяции Oryza rufipogon и Oryza nivara: значение для происхождения O. nivara» . Молекулярная экология . 24 (20): 5211–5228. Бибкод : 2015MolEc..24.5211L . дои : 10.1111/mec.13375 . ПМИД   26340227 . S2CID   11924976 .
  28. ^ Юнгер, Томас Э (01 июня 2013 г.). «Естественные вариации и генетические ограничения устойчивости к засухе» . Современное мнение в области биологии растений . Физиология и обмен веществ. 16 (3): 274–281. дои : 10.1016/j.pbi.2013.02.001 . ISSN   1369-5266 . ПМИД   23462639 .
  29. ^ Серведио, Мария Р.; Доорн, Г. Сандер Ван; Копп, Майкл; Фрейм, Алисия М.; Носил, Патрик (1 августа 2011 г.). «Магические черты видообразования: «волшебные», но не редкие?» . Тенденции в экологии и эволюции . 26 (8): 389–397. дои : 10.1016/j.tree.2011.04.005 . ISSN   0169-5347 . ПМИД   21592615 . S2CID   10412384 .
  30. ^ Санг, Тао; Ге, Сун (01 декабря 2007 г.). «Генетика и филогенетика доместикации риса» . Текущее мнение в области генетики и развития . Геномы и эволюция. 17 (6): 533–538. дои : 10.1016/j.где.2007.09.005 . ISSN   0959-437X . ПМИД   17988855 .
  31. ^ Воган, Дункан А.; Лу, Бао-Ронг; Томоока, Норихико (1 апреля 2008 г.). «Развивающаяся история эволюции риса» . Наука о растениях . 174 (4): 394–408. doi : 10.1016/j.plantsci.2008.01.016 . ISSN   0168-9452 .
  32. ^ Jump up to: а б Добжанский, Феодосий (1982). Генетика и происхождение видов . Издательство Колумбийского университета. ISBN  978-0-231-05475-1 .
  33. ^ Килиас, Г.; Алахиотис, С.Н.; Пелеканос, М. (1980). «Многофакторное генетическое исследование теории видообразования с использованием Drosophila melanogaster» . Эволюция . 34 (4): 730–737. дои : 10.2307/2408027 . ISSN   0014-3820 . JSTOR   2408027 . ПМИД   28563991 .
  34. ^ Магурран, А.Е.; Мэй, РМ; Койн, Джерри А.; Аллен Орр, Х. (28 февраля 1998 г.). «Эволюционная генетика видообразования» . Философские труды Лондонского королевского общества. Серия Б: Биологические науки . 353 (1366): 287–305. дои : 10.1098/rstb.1998.0210 . ПМК   1692208 . ПМИД   9533126 .
  35. ^ Фанк, Дэниел Дж. (декабрь 1998 г.). «Выделение роли естественного отбора в видообразовании: адаптация хозяина и сексуальная изоляция у листоедов Neochlamisus bebbianae» . Эволюция . 52 (6): 1744–1759. дои : 10.1111/j.1558-5646.1998.tb02254.x . ПМИД   28565322 . S2CID   22704901 .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Parallel_speciation&oldid=1208862300"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: d843c451f967db384a5b5ada48e82e40__1708316460
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/d8/40/d843c451f967db384a5b5ada48e82e40.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Parallel speciation - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)