Barierele nu sunt necesare pentru speciație • Alexander Markov • Stiri științifice despre "Elemente" • Biologie, Genetică

Barierele nu sunt necesare pentru speciație

Lacul Apoyo (Nicaragua). Fotografii de pe site-ul ni.irias.biz

A descris cazul necontestat al unei noi specii de pești într-un mic lac din Nicaragua. Descoperirea oamenilor de știință germană a pus de fapt capăt disputei de lungă durată cu privire la posibilitatea speciei simpatice – separarea unei specii sursă în două fără ajutorul barierelor fiziologice.

Problema mecanismelor de formare a speciilor noi este problema esențială a biologiei evolutive. Aceste mecanisme rămân în mare parte misterioase. Chiar dacă crescătorii și inginerii genetici au reușit foarte mult să reproducă specii și soiuri noi, să aducă un adevărat nou viziunea (îndeplinind toate criteriile unei specii biologice), de fapt, nimeni nu a reușit încă.

Teoretic, sunt posibile două scenarii. Primul este specia alopatrică – universal recunoscut și bine documentat. Vederea originală este împărțită în două părți printr-o barieră fizică – o strâmtoare, o zonă montană și așa mai departe; în populații izolate, se acumulează treptat diferențe genetice (aleatoare sau non-aleatoare – în acest caz nu este atât de important), care în timp devine atât de semnificativ încât face imposibilă trecerea reprezentanților a două populații dispersate,chiar dacă bariera care le separă dispare și se întâlnesc din nou.

Cel de-al doilea scenariu este simpatic speciation, sau specie fără bariere fizice, a fost întotdeauna considerată mult mai controversată. Un rol major în discreditarea acestei ipoteze a fost jucat de un evoluționist remarcabil și extrem de autoritar, unul dintre clasicii ETE (evoluția sintetică a evoluției) Ernst Mayr.

De fapt, este clar că pentru apariția fiecăreia dintre cele mai multe milioane de specii de organisme care trăiesc pe planetă barierele fizice pur și simplu nu ar fi suficiente – biosfera nu este suficient de segregată pentru aceasta. Specia simpatică must există, dar nu a fost clar cum se poate întâmpla. Să presupunem că unele dintre indivizii din populație devin ceva ușor diferit de restul. Dacă acești indivizi nu sunt separați de ceilalți printr-o barieră fizică, atunci orice diferență ar trebui să se estompeze foarte repede ca rezultat al traversării cu rude neschimbate, se dizolvă în fluxul genetic general. Diferența utilă va deveni o proprietate comună, dăunătoarele vor dispărea. În orice caz, specia nu va fi niciodată împărțită în două, în cazul în care indivizii "ușor diferiți" menționați anterior nu au endogamie, adică o preferință pentru propriul lor tip de partener de căsătorie.

Deoarece mecanismele posibile de apariție a unei astfel de endogamii erau complet neclare, întreaga idee de specia simpatică părea incertă. Fapte necesare. A fost necesar să se găsească specii, a căror origine simpată ar fi strict demonstrabilă. Și nu a fost așa de ușor. Au fost descrise multe cazuri. probabil simpatic (inclusiv în peștele lacului), dar a rămas o anumită sumă de îndoială.

În ultima ediție natură în cele din urmă, este descris un caz de specie, caracterul simpatizant al căruia este greu de îndoială. Vorbim despre două tipuri de pești – cichlide, care trăiesc într-un mic lac Apoyo (Nicaragua). Acest lac rotund cu un diametru de 5 km și o adâncime de 200 m este, în esență, un crater vulcanic inundat cu apă. Lacul este izolat complet de alte corpuri de apă și a fost format mai puțin de 23 de mii de ani în urmă.

Două tipuri de cichlide trăiesc în lac: pe scară largă Amphilophus citrinellus și găsite numai în acest lac A. zaliosus. Autorii studiului, Martha Barlueng și colegii săi din cadrul Departamentului de Zoologie și Biologie Evolutivă, Facultatea de Biologie, Universitatea din Konstanz (Germania), au încercat să demonstreze că A. zaliosus derivate din A. citrinellus prin mod simpatic.

ciclide A. citrinellus și A. zaliosus de la Lacul Apoyo (Nicaragua). Fig. de la articol la natură

În primul rând, oamenii de știință au comparat secvențele ADN mitocondrial (mtDNA) în 120 de pești ai ambelor specii din lac. Apoyo și peste 500 de reprezentanți A. citrinellus din alte lacuri. Analiza a arătat că toți peștii de la Apoyo, aparținând ambelor specii, formează o ramură monofiletică (adică, au o singură origine) și variantele de mtADN din leșie. Apoyos nu se găsesc în alte lacuri. Pur și simplu, acest lucru înseamnă că lacul a fost populat o dată, nu a existat o colonizare repetată și un schimb de gene cu locuitorii altor lacuri, iar toți peștii care trăiesc acum în lac sunt probabil descendenți ai unei singure femei care au intrat odată în lac. Și această femeie a aparținut minții A. citrinellus.

Genetica populației moderne are metode eficiente, deși dificil de înțeles, de a reconstrui modificările numărului de populații studiate în trecut pe baza distribuției frecvenței variațiilor genetice și a gradului de asemănare / diferență reciprocă între secvențele nucleotidice corespunzătoare. Aplicând aceste metode, oamenii de știință au ajuns la concluzia că cichlidul oz. Apoyo avea două perioade de creștere rapidă a populației. Primul a fost asociat cu speciile de reproducere ancestrale A.citrinellus (acest lucru sa întâmplat "două mutații înapoi", adică, a trecut un timp de atunci, timp în care, în medie, două mutații sunt fixate în mtADN). A doua perioadă de creștere este asociată cu expansiunea speciilor tinere A. zaliosus și continuă astăzi.

Analiza markerilor genetici localizați în ADN-ul nuclear a confirmat rezultatele bazate pe mtADN.

Analiza statistică a ansamblului de date privind diversitatea genetică a cichlidelor din Lacul Apoyo a arătat că cele două specii sunt izolate complet reproductiv (nu se intercalează reciproc). Acest lucru este confirmat și de experimentele comportamentale anterioare, care au arătat că acești pești aleg în mod incontestabil reprezentanți ai propriei specii ca parteneri de împerechere.

În cele din urmă, asta A. citrinellus și A. zaliosus într-adevăr, acestea sunt două specii diferite, o analiză clasică a morfologiei, de asemenea, mărturisește. De asemenea, acești pești diferă destul de bine (vezi fig.).

Stilul lor de viață este, de asemenea, diferit. A. citrinellus păstrează aproape de partea de jos, este mai omnivor, nu se micsorează de alge (char) și rareori insecte înghite; A. zaliosus înot în coloana de apă, nu mănâncă alge, dar iubește insecte.

Lacul Apoyo este omogen în ceea ce privește habitatul, nu există bariere fizico-chimice pentru cichlide, nici golfuri semi-izolate etc. Ambele specii sunt distribuite uniform pe tot cuprinsul lacului, iar indivizii capturați de pe țărmurile opuse sunt nesemnificativi din punct de vedere statistic.

Toate acestea impreuna sugereaza ca avem de-a face cu un caz incontestabil de speatie simpatica. În disputa de lungă durată dintre "simpatii" și ortodocșii din STE, punctul de grăsime este stabilit. Este frumos atunci când adevărul triumfă. Problema este acum mică: explicarea mecanismului de speciație simpatică (care, judecând după rezultatele unei serii de experimente și observații în natură, poate să apară uneori extrem de rapid). În zilele următoare, Elementele vor familiariza cititorii cu o nouă ipoteză propusă de oamenii de știință ruși pentru a explica acest fenomen (primul articol despre acest lucru va fi publicat în curând în Jurnalul de succes al biologiei moderne).

Sursa: Marta Barluenga, Kai N. Stolting, Walter Salzburger, Moritz Muschick și Axel Meyer. Specia simpatică în peștele cichlid din lacurile craterului din Nicaragua // Natura. Voi. 439. 9 februarie 2006. doi: 10.1038 / nature04325.

Vezi și:
Specia simpatică.
Greburile din Lacul Tana (Etiopia).

Alexander Markov


Like this post? Please share to your friends:
Lasă un răspuns

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: