КАКВО Е ПАРАПАТРИЧНА СПЕЦИФИКАЦИЯ? (С ПРИМЕРИ) - БИОЛОГИЯ - 2025

В видообразуване Parapatric предлага появата на нови видове от репродуктивния изолиране на две популации, които са един от другата страна. Той е един от трите основни модела на спецификация и се вписва в "междинно" състояние между алопатрични и симпатрични модели.

Тази теория предполага спецификацията в популациите, разпределени в съседни райони и че има умерен поток от гени между двата региона. Тъй като има известна степен на изолация между двете подпопулации, всяка от тях може да повиши нивата на генетична независимост.

Източник: Andrew Z. Colvin

С течение на времето видовете могат да развият механизми за репродуктивна изолация и процесът на спецификация ще бъде завършен.

Спецификация: формиране на нови видове

Често всяка тема на дискусия в еволюционната биология започва с приноса на известния британски натуралист Чарлз Дарвин.

В своя шедьовър „Произходът на видовете“ Дарвин предлага механизма на естествения подбор и постулира - наред с други неща - как могат да се формират нови видове чрез постепенното действие на този механизъм в продължение на дълги периоди от време.

Но какво е вид? Този въпрос е бил от голямо проучване и спор за биолозите. Въпреки че има десетки определения, най-използваната и приета концепция е биологичната концепция за видовете, формулирана от Ернст Мейр.

За Mayr един вид се дефинира като: "групи от кръстосани естествени популации, които са репродуктивно изолирани от други групи." Критичен момент в това определение е репродуктивната изолация между групите, които наричаме видове.

По този начин се образува нов вид, когато индивидите, принадлежащи към две разнопосочни популации, не се разпознават взаимно като потенциални съдружници.

Модели със спецификация

В зависимост от географския контекст, където се среща спецификация, авторите използват класификационна система, която включва три основни модела: алопатрична, симпатична и парапатрична спецификация.

Ако произходът на новия вид включва пълна географска изолация (поради появата на географска бариера, като река или планина), спецификацията е алопатрична. Ако видовете са формирани в един и същ географски район без никакво разделение, това е симпатична спецификация.

Междинен модел е парапатричната спецификация, при която се появяват нови видове в непрекъснати географски региони. Сега ще опишем този междинен модел подробно.

Важно е да се спомене, че разграничението между трите вида спецификации може да не е ясно и те да се припокриват.

Парапатричен спецификационен модел

В парапатрична спецификация се получава разделянето на две биологични „субпопулации“, които са разположени една до друга, без никаква географска бариера, която предотвратява потока на гени между двата демоса („демо“ е друг термин, широко използван в литературата за се отнасят към популациите).

Парапатричната спецификация може да възникне по следния начин: първоначално дадена популация е хомогенно разпределена в определен географски район. С течение на времето видът развива модел "клин".

Този клиничен модел е предложен от Фишър през 1930 г. Въпреки че това е традиционният модел, има и други предложения - като спецификация "стъпаловиден камък".

Клиничен модел

Клинът е фенотипичен градиент, който се среща при един и същи вид - например по отношение на размера на тялото: индивидите варират от големи до малки размери.

Произходът на клината може да възникне чрез рязка географска промяна. Благодарение на промяната някои форми успяват да се адаптират към условията от едната страна, докато останалата част от населението се адаптира към другата страна.

Между всяка от границите би се образувала хибридна зона, при която членовете на всяка страна на новия географски градиент влизат в контакт и има генетичен поток между двете субпопулации. Сега обаче видовете от всяка „страна“ могат да бъдат разпознати като отделни единици.

Тези две форми могат да получават различни таксономични имена и могат да бъдат класифицирани като раси или като подвидове.

Зона на напрежение

В хибридната зона може да се образува напрежение, което благоприятства процеса на спецификация. В тази област образуването на хибридите е неизгодно - тоест хибридите имат по-ниска биологична годност от родителския вид.

Да предположим, че индивидът е хомозиготен доминиращ за определен признак (АА) и е адаптиран към едната страна на географската област. От другата страна, са рецесивните хомозиготни индивиди (аа), адаптирани към този регион.

Ако се появи кръстоска в хибридната зона между двете „раси“ или „подвидове“ и хибрида между двете (в случая хетерозиготният Аа) има по-ниска биологична или фитнес годност, това е зона на напрежение. Според емпирични доказателства почти всички известни хибридни зони попадат в дефиницията на зона на стрес.

По този начин естественият подбор ще благоприятства селективното чифтосване между всеки от вариантите, които живеят в непрекъснати географски региони. Тоест тези отляво ще се възпроизвеждат един с друг и същото ще се случи и от дясната страна.

доказателства

Въпреки че теоретичната основа на парапатричната спецификация го прави възможен и привлекателен модел, доказателствата са сравнително малко и не са категорични.

Няма достатъчно доказателства, които да илюстрират всяка стъпка от процеса. Моделът обаче не е напълно изключен и може да се случи в определени случаи.

Примери

Спецификация в тревата на вида

Тревата Anthoxanthum odoratum, принадлежаща към семейство Poaceae, представлява много показателен пример за парапатрична спецификация.

Някои от тези растения живеят в райони, където почвата е замърсена от различни тежки метали. По този начин в тези региони могат да растат само онези варианти на тревата, които могат да понасят замърсяване.

За разлика от тях, съседните растения, които не живеят в замърсени почви, не са преминали селекционен процес към поносимост към тежки метали.

Толерантните и нетолерантните форми са достатъчно близки, за да се оплождат взаимно (изискване процесът на спецификация да се счита за парапатричен). И двете групи обаче са развили различни времена на цъфтеж, установявайки временна бариера за потока на гените.

Гарвани от вида

Тези два вида врани са разпространени в цяла Европа и са класически пример за хибридна зона. C. corvix е по-на изток, докато спътникът му е на запад, с място за среща и на двата вида в централна Европа.

Въпреки че всеки вид има свои собствени фенотипични характеристики, в района, където се пресичат, те могат да произведат хибриди. Кръстосването е знак, че процесът на спецификация между двата гарвана все още не е завършил и репродуктивната изолация не е напълно установена.

Препратки

1. Dieckmann, U., Doebeli, M., Metz, JA, & Tautz, D. (ред.). (2004 г.). Адаптивна спецификация. Cambridge University Press.
2. Гаврилец, С. (2004). Фитнес пейзажи и произхода на видовете. Princeton University Press.
3. Inoue-Murayama, M., Kawamura, S., & Weiss, A. (2011). От гени до поведение на животните. Springer.
4. Пинчейра, Д. (2012). Селекция и адаптивна еволюция: теоретични и емпирични основи от гледна точка на гущерите. UC издания.
5. Safran, RJ, & Nosil, P. (2012). Спецификация: произход на нови видове. Природни знания за образование, 3 (10), 17.