Від неандертальців до дарвінових зябликів - як формуються види Science et Avenir
Опубліковано 24.02.2015 о 17.88, оновлено 24.02.2015 о 17.8.
Види не завжди повинні бути географічно відокремленими, щоб урізноманітнити, показує недавнє дослідження птахів. Є й інші бар'єри, що сприяють видоутворення. Розшифровка.
Застряглі льодовиками в Європі, неандертальці мало рухались і мало відвідували протягом тисячоліть. Він розробив похідні ознаки, характерні для його виду.
1. По-перше, що таке вид ?
Вид характеризується нездатністю розмножуватися з будь-якою іншою живою істотою, яка не належить до його генетичного «клубу». Її відокремлюють від усіх її сучасників "бар'єри", що називаються репродуктивною ізоляцією, наслідком якої є заборона або скорочення генетичного обміну до незначної швидкості. "Якщо ми приймаємо це біологічне визначення, то видоутворення [поява виду] складається з появи принаймні одного нового бар'єру репродуктивної ізоляції", - пояснює Жан Женермон, сучасний теоретик біологічної еволюції. *.
* Словник дарвінізму, PUF, 1996.
2. Яку роль у ньому відіграє географія? ?
Найбільш класичним бар'єром є пояс географічної цнотливості: між представниками одного виду виникає пустеля, гора або океан. Після відокремлення популяції помічають, що їх генетичний обмін зменшується, і між ними поступово накопичуються невеликі відмінності. Найбільш класичний приклад - це зяблики Чарльза Дарвіна, які прийшли з материка: ізольовані на різних островах архіпелагу Галапагос, вони породили тринадцять нових видів.
Приклад чотирьох видів галапагоських зябликів. Кредит зображення: Creative Commons.
Ця модель, також відома як "алопатричне" видоутворення, добре пояснює генетичний дрейф неандертальця: застряглий льодовиками в Європі більше ніж за 100 000 років до нашої ери, він мало рухався і мало відвідував протягом тисячоліть. Він розробив похідні риси, характерні для його виду: сильний прогнатизм, опуклості над очними ямами тощо.
3. Коли ми говоримо про "кругові перекриття" та "зони гібридизації" ?
Іноді видоутворення може бути не повним, зони гібридизації може залишитися. Ці зони контакту між еволюційно близькими видами і там, де репродуктивна ізоляція не є повною, дозволяють спаровування, що народжує гібридних особин. Найфантастичніший випадок - це справа неандертальця. Генетичні дослідження, проведені з 2010 р., Показують, що він гібридизувався з Homo sapiens (див. Sciences et Avenir № 772, червень 2011 р.): Сучасні європейці та азіати ділять від 1 до 4% свого геному з неандертальцями; що не стосується африканців. Основною зоною гібридизації міг бути Близький Схід.
Ще один захоплюючий випадок: випадок американської підв'язки змії.
Thamnophis sirtalis, "підв'язка змія", також відома як підв'язка змія. Кредит зображення: Брайан ratратвіке/Creative Commons
Ця водяна змія повзе на південно-західне узбережжя США та Мексики. Деякі з них були ізольованими в посушливі періоди в районах, де вони поступово диференціювались. Як результат, географічно близькі форми все ще можуть гібридизуватися, тоді як віддалені види більше не можуть. Це явище називається кругове перекриття, вид на кінці ланцюга вже не може гібридизуватися під час контакту, оскільки репродуктивні бар’єри є щільними. Два майбутні види також можуть займати ту саму географічну територію, наприклад, лосось з озера Вашингтон та сойки з острова Санта-Крус, вільні для переміщення туди-сюди між пляжем та річкою.
Як наслідок, інші репродуктивні бар'єри відіграють роль шаперонів. Всі ще невідомі.
4. Що таке поведінкові бар’єри ?
Однак серед тих, хто забороняє коїтус, є поведінковий бар'єр. Таким чином, самці цвіркунів Nemobius fasciatus виробляють специфічні пісні, які підбирають лише самки свого виду. Нещодавно гени, що беруть участь у серцевих сигналах, розташовані в статевій хромосомі комахи. Гібридизація з іншим видом залишається можливою ... якщо ми штучно змінимо їх поведінку в лабораторії, наприклад. Генетичний контроль сексуальної поведінки є предметом численних досліджень.
5. Коли ми говоримо про хронологічну відокремленість ?
Ще одна ізоляція, яку створює хронологічний бар’єр. Таким чином, личинка мухи Rhagoletis pomonella ласувала плодами глоду, поки новий сорт яблук - із смаком, безсумнівно, особливо привабливим для нього - не був представлений в Північній Америці в 1850 році. Невелика популяція опариша скуштувала і оселився там. Але яблуко та глід дозрівають із затримкою на кілька тижнів. Внутрішня температура яблука навіть прискорила процес інкубації його господарів: личинки народжуються там раніше в сезон, ніж їхні родичі з глодом. Отже, коли вони стали мухами, їх періоди статевого дозрівання вже не збігаються.
Але перешкоди для генетичного обміну, які не зареєстровані в генетичній спадщині, є лише тимчасовими перешкодами, які можна усунути. Ще існують інші механізми, що сприяють урізноманітненню видів ...
Таким чином, два види, які еволюціонували окремо, можуть розвинути несумісні репродуктивні органи. Перехрещення між мухою цеце і однією з наших плодових мушок тепер може лише поранити, якщо не вбити, учасників копуляції.