Генетическая дивергенция - Genetic divergence

Генетическая дивергенция - это процесс, в котором две или более популяций предкового вида накапливают независимые генетические изменения ( мутации ) с течением времени, что часто приводит к репродуктивной изоляции и продолжающейся мутации даже после того, как популяции стали репродуктивно изолированными в течение некоторого периода времени, поскольку нет Генетического обмена больше нет. В некоторых случаях субпопуляции, живущие в экологически различных периферийных средах, могут демонстрировать генетическое отклонение от остальной части популяции, особенно там, где ареал популяции очень велик (см. Парапатрическое видообразование ). Генетические различия между дивергентными популяциями могут включать молчащие мутации (которые не влияют на фенотип ) или вызывать значительные морфологические и / или физиологические изменения. Генетическая дивергенция всегда сопровождает репродуктивную изоляцию либо из-за новых адаптаций посредством отбора, либо из-за генетического дрейфа, и является основным механизмом, лежащим в основе видообразования .

На уровне молекулярной генетики генетическое расхождение происходит из-за изменений небольшого числа генов у вида, что приводит к видообразованию . Однако исследователи утверждают, что маловероятно, что дивергенция является результатом значительной одиночной доминантной мутации в генетическом локусе, потому что если бы это было так, человек с этой мутацией имел бы нулевую приспособленность . Следовательно, они не могли воспроизвести и передать мутацию следующим поколениям. Следовательно, более вероятно, что дивергенция и впоследствии репродуктивная изоляция являются результатом множества небольших мутаций в течение эволюционного времени, накапливающихся в популяции, изолированной от потока генов .

Причины генетической дивергенции

Основатель Effect

Одной из возможных причин генетической дивергенции является эффект основателя , когда несколько особей оказываются изолированными от своей первоначальной популяции. Эти люди могут чрезмерно представлять определенный генетический образец, а это означает, что определенные биологические характеристики чрезмерно представлены. Эти особи могут образовывать новую популяцию с генофондами, отличными от исходной популяции. Например, у 10% первоначального населения глаза голубые, а у 90% - карие. Случайно от исходной популяции отделились 10 особей. Если в этой небольшой группе 80% голубые глаза и 20% карие глаза, то их потомство с большей вероятностью будет иметь аллель голубых глаз. В результате процент населения с голубыми глазами будет выше, чем у населения с карими глазами, которое отличается от исходного населения.

Эффект узкого места

Другой возможной причиной генетической дивергенции является эффект «бутылочного горлышка» . Эффект узкого места возникает, когда какое-либо событие, такое как стихийное бедствие, приводит к смерти значительной части населения. Случайно определенные генетические паттерны будут чрезмерно представлены в оставшейся популяции, что похоже на то, что происходит с эффектом основателя .

Подрывной отбор

График, показывающий выбор крайних значений и среднего значения.

Генетическая дивергенция может происходить без географического разделения, через подрывной отбор . Это происходит, когда люди в популяции как с высокими, так и с низкими крайними фенотипами более приспособлены, чем средний фенотип. Эти особи занимают две разные ниши, в каждой из которых есть распределение признаков по Гауссу . Если генетическая изменчивость между нишами высока, будет сильная репродуктивная изоляция. Если генетическая изменчивость ниже определенного порога , произойдет интрогрессия , но если изменчивость выше определенного порога, популяция может разделиться, что приведет к видообразованию.

Подрывной отбор наблюдается в бимодальной популяции зябликов Дарвина , Geospiza fortis . Эти два режима специализируются на поедании разных типов семян, мелких и мягких, а не крупных и твердых, что приводит к получению клювов разного размера с разной силой усилия. Против отбираются особи с клювом среднего размера. Структура песни и реакция на песню также различаются в двух режимах. Между двумя видами G. fortis существует минимальный поток генов .

использованная литература

  1. ^ «Репродуктивная изоляция» . Понимание эволюции . Беркли.
  2. ^ a b Палумби, Стивен Р. (1994). «Генетическая дивергенция, репродуктивная изоляция и морские виды». Ежегодный обзор экологии и систематики . 25 : 547–572. DOI : 10.1146 / annurev.ecolsys.25.1.547 . JSTOR  2097324 .
  3. ^ Майр, Эрнст (1942). Систематика и происхождение видов . Нью-Йорк: издательство Колумбийского университета.
  4. ^ Биология Кэмпбелла . Рис, Джейн Б., Кэмпбелл, Нил А., 1946–2004. (9-е изд.). Бостон: Бенджамин Каммингс / Пирсон. 2011. С. 476–480. ISBN 978-0-321-55823-7. OCLC  624556031 .CS1 maint: другие ( ссылка )
  5. ^ Хилл, РГ (01.01.2013), Малой, Стэнли; Хьюз, Келли (ред.), "Нарушающий Выбор" , Энциклопедия Бреннера генетики (второе издание) , Сан - Диего:. Academic Press, стр 333-334, DOI : 10.1016 / b978-0-12-374984-0.00411-3 , ISBN 978-0-08-096156-9, получено 16.11.2020
  6. ^ a b c Бартон, штат Нью-Хэмпшир (12 июня 2010 г.). «Какую роль естественный отбор играет в видообразовании?» . Философские труды Королевского общества B: биологические науки . 365 (1547): 1825–1840. DOI : 10,1098 / rstb.2010.0001 . ISSN  0962-8436 .
  7. ^ a b c d e Хендри, Эндрю П; Хубер, Сара К; Де Леон, Луис Ф; Херрел, Энтони; Подос, Джеффри (2009-02-22). «Подрывной отбор в бимодальной популяции зябликов Дарвина» . Труды Королевского общества B: биологические науки . 276 (1657): 753–759. DOI : 10.1098 / rspb.2008.1321 . ISSN  0962-8452 . PMC  2660944 . PMID  18986971 .