Генетическая дивергенция - Genetic divergence

Генетическая дивергенция это процесс, в котором две или более популяций предкового вида накапливают независимые генетические изменения (мутации ) через время, часто после того, как популяции стали репродуктивно изолированный на какой-то период времени.[1] В некоторых случаях субпопуляции, живущие в экологически различных периферийных средах, могут демонстрировать генетическое расхождение с остальной частью популяции, особенно если диапазон популяции очень велик (см. парапатрическое видообразование ). Генетические различия между разными популяциями могут включать: тихие мутации (которые не влияют на фенотип ) или вызвать значительные морфологический и / или физиологический 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 видообразование.

На уровне молекулярной генетики генетическая дивергенция происходит из-за изменений небольшого числа гены в виде, в результате чего видообразование.[2] Однако исследователи утверждают, что маловероятно, что дивергенция является результатом значительной одиночной доминантной мутации в генетическом локус потому что если бы это было так, у человека с этой мутацией было бы ноль фитнес.[3] Следовательно, они не могли воспроизвести и передать мутацию следующим поколениям. Следовательно, более вероятно, что расхождение, а впоследствии репродуктивная изоляция, являются результатом множества небольших мутаций в течение эволюционного времени, накопленных в популяции, изолированной от поток генов.[2]

Генетическая дивергенция между родственными популяциями иногда начинается с генетическое узкое место, и эффекты основателя.

Причины генетической дивергенции

Основатель Effect

Одна из возможных причин генетической дивергенции - это эффект основателя, когда несколько особей оказываются изолированными от своей первоначальной популяции. Эти люди могут чрезмерно представлять определенный генетический образец, что означает, что определенные биологические характеристики чрезмерно представлены. Эти люди могут образовывать новую популяцию с разными генофонд от исходного населения. 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

Другая возможная причина генетической дивергенции - это эффект узкого места. В эффект узкого места это когда событие, такое как стихийное бедствие, приводит к гибели значительной части населения. Случайно определенные генетические паттерны будут чрезмерно представлены в оставшейся популяции, что похоже на то, что происходит с эффект основателя.[4]

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 крайностями фенотипа более приспособлены, чем средний фенотип.[5] Эти люди занимают две разные ниши, в каждой из которых есть Распределение гауссовских признаков.[6] Если генетическая изменчивость между нишами высока, будет сильная репродуктивная изоляция.[6] Если генетическая изменчивость ниже определенного порога, чем интрогрессия произойдет, но если вариация превышает определенный порог, популяция может разделиться, что приведет к видообразованию.[6]

Деструктивный отбор наблюдается в бимодальной популяции Зяблики Дарвина, Geospiza fortis.[7] 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.[7] Против отбираются особи с клювом среднего размера.[7] Структура песни и реакция на песню также различаются в двух режимах.[7] Минимальный поток генов между двумя способами G. fortis.[7]

Рекомендации

  1. ^ «Репродуктивная изоляция». Понимание эволюции. Беркли.
  2. ^ а б Палумби, Стивен Р. (1994). «Генетическая дивергенция, репродуктивная изоляция и морские виды». Ежегодный обзор экологии и систематики. 25: 547–572. Дои:10.1146 / annurev.ecolsys.25.1.547. JSTOR  2097324.
  3. ^ Майр, Эрнст (1942). Систематика и происхождение видов. Нью-Йорк: издательство Колумбийского университета.
  4. ^ Кэмпбелл биология. Рис, Джейн Б., Кэмпбелл, Нил А., 1946-2004 гг. (9-е изд.). Бостон: Бенджамин Каммингс / Пирсон. 2011. С. 476–480. ISBN  978-0-321-55823-7. OCLC  624556031.CS1 maint: другие (связь)
  5. ^ Хилл, В. Г. (01.01.2013), Малой, Стэнли; Хьюз, Келли (ред.), «Подрывной отбор», Энциклопедия генетики Бреннера (второе издание), Сан-Диего: Academic Press, стр. 333–334, Дои:10.1016 / b978-0-12-374984-0.00411-3, ISBN  978-0-08-096156-9, получено 2020-11-16
  6. ^ а б c Бартон, Н. Х. (12 июня 2010 г.). «Какую роль естественный отбор играет в видообразовании?». Философские труды Королевского общества B: биологические науки. 365 (1547): 1825–1840. Дои:10.1098 / rstb.2010.0001. ISSN  0962-8436.
  7. ^ а б c d е 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. Дои:10.1098 / rspb.2008.1321. ISSN  0962-8452. ЧВК  2660944. PMID  18986971.