СИМПАТИЧНА СПЕЦИФИКАЦИЯ: ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПРИМЕРИ - БИОЛОГИЯ - 2025

В симпатрия е вид видообразуване, че се случва, когато две групи от същия вид, които живеят в едно и също географско разположение променят по различен начин, докато те вече не могат да се кръстосват, след което разглежда различни видове.

Като цяло, когато популациите са физически разделени, възниква известна репродуктивна изолация, тоест индивидите в една популация губят способността да се кръстосват с тези в другата популация.

Synechococcus бактерии, при които е наблюдавана симпатична спецификация

Примерите за симпатична спецификация често се обсъждат, тъй като те трябва да показват убедителни доказателства, че новите видове са произлезли от един и същи вид на предците, както и наличието на репродуктивна изолация и че причината за появата на новия вид не е алопатрия (спецификация allopatric).

Симпатичната спецификация може да се наблюдава при много различни видове организми, включително бактерии, риби от цихлиди и мухата на ябълковия червей. Въпреки това, в природата може да бъде трудно да се разбере кога е възникнала или е възникнала симпатичната спецификация.

Симпатичната спецификация е уникална, тъй като се провежда, докато две субпопулации от един и същи вид заемат една и съща територия или споделят територии, които се припокриват значително.

Въпреки че зоната, в която живеят организмите, е една и съща, те могат да бъдат разделени на две различни групи, които в крайна сметка стават толкова генетично различни една от друга, че вече не могат да се размножават един с друг.

Когато две групи вече не могат да се размножават и оставят плодородно потомство, те се считат за различни видове. Въпреки това, може да бъде трудно да се определи дали състоянието, което се е състояло, е от симпатичен тип, което доведе до много дискусии сред изследователите на еволюционната биология.

Например първоначално се смяташе, че два тясно свързани бодливи вида са се развили чрез симпатична спецификация, но последващи изследвания сочат, че двата различни вида независимо колонизират езерото.

Първата колонизация доведе до появата на един вид бодли, докато другият вид еволюира от втория колонизация.

Характеристики на симпатичната спецификация

Джери Койн и Х. Алън Ор са разработили четири критерия за заключение дали видовете са възникнали симпатично:

1-Териториите на вида трябва да се припокриват значително.

2-Трябва да има пълна спецификация (тоест двата вида не могат да се кръстосват и да оставят плодородно потомство).

3-Видовете трябва да бъдат сестрински видове (най-свързани помежду си) или част от група, която включва прародител и всички негови потомци.

4-Историята на географската територия и еволюцията на вида трябва да бъде такава, че алопатрията изглежда много малко вероятно, тъй като симпатричната спецификация е много по-рядка от алопатричната.

Примери за симпатична спецификация

В растенията

Симпатичната спецификация е по-разпространена в растителния свят. Например родителските растения произвеждат потомство, което е полиплоидно. Следователно потомството живее в същата среда като родителите си, но е репродуктивно изолирано.

Това явление, медиирано от полиплоидия, се случва по следния начин. Обикновено индивидите имат два комплекта хромозоми (диплоиди), по един от всеки родител.

Въпреки това, по време на деленето на клетките могат да възникнат грешки при разпределението на хромозомите, като по този начин се генерира потомство с два пъти повече копия (тетраплоидия).

Наличието на повече от два хромозомни набора се счита за полиплоидия (poly = много). В тези случаи репродуктивната изолация неизбежно се случва, тъй като популация от полиплоидни индивиди не може да се кръстосва с популация от диплоидни индивиди.

В бактериите

Истински примери за симпатична спецификация рядко са наблюдавани в природата. Счита се, че симпатичната спецификация се среща по-често при бактериите, тъй като бактериите могат да обменят гени с други индивиди, които не са нито родители, нито потомци, в процес, известен като хоризонтален трансфер на гени.

Симпатична спецификация е наблюдавана при Bacillus, при Synechococcus видове бактерии, в Vibrio splendidus бактериопланктон, наред с други.

Подгрупите от видове, които са подложени на симпатична спецификация, ще покажат малка разлика, тъй като те се разминават за сравнително кратко време, в сравнение с времевата скала, в която протича еволюцията.

Важен фактор в случаите на симпатична спецификация се смята за адаптиране към условията на околната среда. Ако някои членове са специализирани да живеят в определена среда, тази подгрупа може да продължи да заема различна екологична ниша и в крайна сметка да се превърне в нов вид с течение на времето.

В рибата от цихлиди

Симпатичната селекция също може да бъде резултат от комбинация от сексуален подбор и екологични фактори. Проучвания на африкански риби от цихлиди в езерото Няса и други езера в източноафриканската рифтова система регистрират т. Нар. Стада от видове (индивиди от един и същи вид, които се „събират“ в голям сбор), възникнали в езерата в екологичен аспект униформи.

Такова състояние значително намалява шансовете, че алопатрията е причината за видовете и може да доведе до групи от жени в популация, развиващи висок афинитет към мъже с различни крайни фенотипични черти, като мащаби и крайници. Те се различават по размер от средните индивиди.

Други проучвания сочат, че симпатията между рибите от цихлиди се среща и в реките, които захранват езерата на Рифтовата система на Източна Африка, както и в кратерните езера на Никарагуа, където са открити два вида риба Mida цихлида (Амфилоф), т.е. които живеят в Лагуна де Апойо в Никарагуа.

Изследователите анализирали ДНК, външния вид и екологията на тези два тясно свързани рода. Двата вида, макар и като цяло много сходни, имат леки разлики във външния вид и не могат да бъдат взаимосвързани.

Всички налични доказателства сочат, че един вид еволюира от другия. Цихлидната популация Мидас първоначално е била открита в лагуната, докато по-новите видове се развиват наскоро, което в еволюционно отношение означава преди по-малко от 10 000 години.

При мухи

Изключително скорошен пример за симпатична спецификация може да се наблюдава при мухата на ябълковия червей, Rhagoletis pomonella.

Тези мухи са слагали яйцата си само върху плодовете на глог, но преди по-малко от 200 години някои мухи започват да снасят яйцата си върху ябълки.

Вече има две групи мухи от ябълков червей: една, която снася яйца на глог и една, която снася яйца върху ябълки. Мъжките търсят другари в един и същ вид плод, на който са отраснали, а женските снасят яйцата си в същия вид плод, на който са отраснали.

Следователно, мухите, отглеждани на тръни, ще размножават потомство на тръни, а мухите, които растат на ябълки, ще размножават потомство на ябълки.

Вече има генетични различия между двете групи и за дълъг период от време (еволюционно време) те биха могли да станат отделни видове.

Горното демонстрира как може да възникне спецификация дори когато различни подгрупи от един и същи вид споделят една и съща географска територия.

Препратки

1. Allender, CJ, Seehausen, O., Knight, ME, Turner, GF, & Maclean, N. (2003). Различна селекция по време на определянето на цихлидните риби в езерото Малави, изведена от паралелни излъчвания при семейно оцветяване. Трудове на Националната академия на науките, 100 (24), 14074–14079.
2. Geiger, MF, McCrary, JK, & Schliewen, UK (2010). Не прост случай - Първа изчерпателна филогенетична хипотеза за цихлидния комплекс Мидас в Никарагуа (Teleostei: Cichlidae: Amphilophus). Молекулярна филогенетика и еволюция, 56 (3), 1011–1024.
3. Givnish, T. & Sytsma, K. (2000). Молекулярна еволюция и адаптивно излъчване (1-во издание). Cambridge University Press.
4. Mallet, J., Meyer, A., Nosil, P., & Feder, JL (2009). Пространство, симпатия и спецификация. Journal of Evolutionary Biology, 22 (11), 2332–2341.
5. McPheron, BA, Smith, DC и Berlocher, SH (1988). Генетични разлики между гостоприемните раси на Rhagoletis pomonella. Природа, 336 (6194), 64-66.
6. Selz, OM, Pierotti, MER, Maan, ME, Schmid, C., & Seehausen, O. (2014). Предпочитанието на женските за мъжки цвят е необходимо и достатъчно за асортиращо чифтосване при 2 сестри от цихлиди. Поведенческа екология, 25 (3), 612–626.
7. Solomon, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). Биология (7-мо изд.) Учебно обучение.
8. Симпатична спецификация. Възстановено от: evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/speciationmodes_05
9. Тилмон, К. (2008). Специализация, спецификация и излъчване: еволюционната биология на тревопасните насекоми (1-во издание). University of California Press.