Сочувствие - Sympatry

Не путать с Сочувствие.
Симпатрический кувшины, Непентес Джамбан (слева) и Nepenthes lingulata (прямо в Суматранский Верхний горный лес

В биологии два родственных виды или население считаются сочувствующий когда они существуют в одной географической зоне и поэтому часто встречаются друг с другом.[1] Первоначально скрещивающаяся популяция, которая разделяется на два или более отдельных вида, разделяющих общий ареал, является примером симпатрическое видообразование. Такое видообразование может быть результатом репродуктивная изоляция - что мешает гибридному потомству быть жизнеспособным или способным к воспроизводству, тем самым уменьшая поток генов - что приводит к генетическому расхождению.[2] Симпатрическое видообразование не подразумевает вторичного контакта, который видообразование или расхождение в аллопатрия с последующим расширением диапазона, ведущим к области симпатрии. Симпатрические виды или таксоны при вторичном контакте могут или не могут скрещивание.

Типы популяций

В природе существует четыре основных типа популяционных пар. Симпатрические популяции (или виды) контрастируют с парапатрический популяции, контактирующие друг с другом в соседних, но не общих ареалах, и не скрещиваются; перипатрические виды, которые разделены только областями, в которых ни один из организмов не встречается; и аллопатрический виды, которые встречаются в совершенно разных ареалах, которые не являются ни смежными, ни перекрывающимися.[3] Аллопатрические популяции, изолированные друг от друга географическими факторами (например, горными хребтами или водоемами), могут испытывать генетические - и, в конечном счете, фенотипические - изменения в ответ на их меняющуюся среду обитания. Это может приводить аллопатрическое видообразование, который, возможно, является доминирующим способом видообразования.[нужна цитата ]

Развивающиеся определения и противоречия

Отсутствие географической изоляции в качестве окончательного барьера между симпатрическими видами вызвало разногласия среди экологов, биологов и зоологов относительно достоверности этого термина. Таким образом, исследователи давно обсуждают условия, при которых действительно проявляется симпатия, особенно в отношении паразитизм. Поскольку паразитические организмы часто населяют несколько хозяев в течение жизненного цикла, биолог-эволюционист Эрнст Майр заявили, что внутренние паразиты, существующие у разных хозяев, демонстрируют аллопатрию, а не симпатию. Однако сегодня многие биологи считают паразитов и их хозяев сочувствующими (см. Примеры ниже). И наоборот, зоолог Майкл Дж. Д. Уайт считалось, что две популяции симпатичны, если генетическое скрещивание было жизнеспособным в пределах перекрытия местообитаний. Это может быть далее определено как симпатия, возникающая в пределах одного дема; то есть репродуктивные особи должны иметь возможность находить друг друга в одной и той же популяции, чтобы проявлять симпатию.

Другие ставят под сомнение способность симпатрии приводить к полному видообразованию: до недавнего времени многие исследователи считали ее несуществующей, сомневаясь в том, что один только отбор может создать несопоставимые, но не разделенные географически виды. В 2003 году биолог Карен Маккой предположила, что симпатия может действовать как способ видообразования только тогда, когда «вероятность спаривания между двумя особями зависит [исключительно] от их генотипов, [и гены] рассредоточены по всему ареалу популяции. в период размножения ».[4] По сути, симпатрическое видообразование требует очень сильных сил естественный отбор воздействовать на наследуемые черты, поскольку нет географической изоляции, способствующей процессу расщепления. Тем не менее, недавние исследования начали указывать на то, что симпатрическое видообразование не так уж редко, как предполагалось ранее.

Синтопия

Темный тритон
Зелено-черный тритон под мрамор
В северный хохлатый тритон и мраморный тритон находятся сочувствующий в западной Франции, но очень редко делят одни и те же пруды в синтопия.

Синтопия - это особый случай симпатии. Означает совместное появление двух виды В то же самое место обитания в то же время. Как и более широкий термин симпатрия, «синтопия» используется специально для близких видов, которые могут скрещивать или даже быть родственные виды. Симпатрический виды встречаются вместе в одном регионе, но не обязательно живут в одних и тех же местах. синтопический виды делать. Области синтопии представляют интерес, потому что позволяют изучить, как похожие виды могут сосуществовать без превосходящий друг друга.

Например, два вида летучих мышей Myotis auriculus и М. evotis были признаны синтопическими в Северной Америке.[5] Напротив, мраморный тритон и северный хохлатый тритон имеют большой симпатрический ареал в западной Франции, но различаются по своим предпочтениям в среде обитания и очень редко встречаются синтопически в одних и тех же нерестилищах.[6]

Симпатрическое видообразование

Различные режимы видообразование
Основная статья: Симпатрическое видообразование

Отсутствие географических ограничений при изоляции симпатрических популяций означает, что появляющиеся виды избегают скрещивания с помощью других механизмов. До завершения видообразования две расходящиеся популяции могут дать жизнеспособное потомство. По мере развития видообразования изолирующие механизмы - такие как несовместимость гамет, которая делает невозможным оплодотворение яйцеклетки - отбираются для увеличения репродуктивного неравенства между двумя популяциями.

Дискриминация видов

Симпатрические группы часто демонстрируют большую способность отличать свой собственный вид от других близкородственных видов, чем аллопатрические группы. Это показано при исследовании гибридные зоны. Это также проявляется в различиях в уровнях презиготической изоляции (по факторам, препятствующим образованию жизнеспособной зигота ) как в симпатрической, так и в аллопатрической популяциях. Есть две основные теории относительно этого процесса: 1) дифференциальное слияние, которое предполагает, что только популяции с острой способностью различать виды сохранят симпатию; и 2) смещение персонажа, что означает, что отличительные характеристики будут усилены в областях, где виды сосуществуют совместно, чтобы облегчить дискриминацию.

Армирование

Подкрепление - это процесс, посредством которого естественный отбор усиливает репродуктивную изоляцию. В симпатрии подкрепление увеличивает дискриминацию видов и сексуальную адаптацию, чтобы избежать дезадаптации. гибридизация и поощряют видообразование. Если гибридное потомство стерильно или менее приспособлено, чем негибридное потомство, будет отбираться спаривание между представителями двух разных видов. Естественный отбор снижает вероятность такой гибридизации, отбирая способность отличать партнеров своего собственного вида от таковых другого вида.

Смещение репродуктивного характера

Смещение репродуктивного характера усиливает репродуктивные барьеры между симпатрическими видами, поощряя расхождение черт, критически важных для воспроизводства. Дивергенцию часто выделяют ассортативная вязка между особями двух видов.[7] Например, расхождение в сигналах спаривания двух видов ограничит гибридизацию, уменьшив способность идентифицировать особь второго вида как потенциального партнера. Гипотеза смещения репродуктивного характера подтверждается наблюдениями за симпатрическими видами в пересекающихся средах обитания в природе. Повышенная презиготическая изоляция, связанная со смещением репродуктивного признака, наблюдалась у цикад рода Magicicada, колюшка рыба, и цветковые растения этого рода Флоксы.

Дифференциальная сварка

Альтернативным объяснением различия видов в симпатрии является дифференциальное слияние. Эта гипотеза утверждает, что из многих видов исторически контактировавших друг с другом, единственные, которые сохраняют симпатию (и поэтому наблюдаются сегодня), - это виды с сильной дискриминацией при спаривании. С другой стороны, предполагается, что виды, не обладающие сильной способностью распознавать спаривания, слились во время контакта, образовав один отдельный вид.

Дифференциальное слияние менее широко признано, чем смещение характера, и некоторые из его последствий опровергаются экспериментальными данными. Например, дифференциальное слияние подразумевает большую постзиготную изоляцию среди симпатрических видов, поскольку это функционирует, чтобы предотвратить слияние между видами. Однако Койн и Орр обнаружили равные уровни постзиготической изоляции между симпатрическими и аллопатрическими парами видов у близкородственных Дрозофила.[8] Тем не менее, дифференциальное слияние остается возможным, хотя и не полным, фактором различения видов.[9]

Примеры

Сочувствие все чаще подтверждается текущими исследованиями. Из-за этого, симпатрическое видообразование - который когда-то активно обсуждался среди исследователей, - постепенно завоевывает доверие как жизнеспособная форма видообразования.

Косатка: частичная симпатрия

Несколько различных типов косатка (Orcinus orca), которые характеризуются множеством морфологических и поведенческих различий, живут в симпатрии по всей Северной Атлантике, северной части Тихого и Антарктического океанов. В северной части Тихого океана три кита население - называемые «временным», «резидентным» и «оффшорным» - демонстрируют частичное сочувствие, пересекая пути с относительной частотой. Результаты последних генетических анализов с использованием мтДНК указывают на то, что это происходит из-за вторичного контакта, при котором три типа столкнулись друг с другом после двунаправленной миграции «морских» и «постоянных» китов между Северной Атлантикой и Северной частью Тихого океана. Следовательно, частичная симпатия у этих китов не является результатом видообразования. Более того, популяции косаток, состоящие из всех трех типов, были зарегистрированы в Атлантике, что свидетельствует о том, что между ними происходит скрещивание. Таким образом, вторичный контакт не всегда приводит к репродуктивная изоляция, как это часто предсказывалось.[10]

Большая пятнистая кукушка и сорока: паразитизм выводков

Большая пятнистая кукушка симпатизирует сорока

Паразитический большая пятнистая кукушка (Clamator glandarius) и это сорока Хозяева, оба родом из Южной Европы, являются полностью симпатрическими видами. Однако продолжительность их симпатии зависит от места проживания. Например, большие пятнистые кукушки и их хозяева-сороки в Хойя-де-Гаудикс, на юге Испании, жили в симпатии с начала 1960-х годов, в то время как виды в других местах совсем недавно стали симпатичными. В Южной Африке большие пятнистые кукушки симпатизируют как минимум 8 видам скворцов и 2 воронам. пестрый ворона и Мыс ворона.[11]

Великие выставки пятнистой кукушки выводной паразитизм кладя имитируемую версию яйца сороки в гнездо сороки. Поскольку яйца кукушки вылупляются раньше, чем яйца сороки, детеныши сороки должны конкурировать с детенышами кукушки за ресурсы, предоставляемые матерью сороки. Эти отношения между кукушкой и сорокой в ​​разных местах можно охарактеризовать как недавно симпатрические или как древние. Результаты эксперимента Солера и Моллера (1990) показали, что в районах древней симпатрии (виды, сожительствующие на протяжении многих поколений) сороки с большей вероятностью отвергали большую часть яиц кукушки, поскольку эти сороки развивались. контрадаптации которые помогают в идентификации типа яйца. В районах недавней симпатрии сороки отклоняли сравнительно меньше яиц кукушки. Таким образом, симпатия может вызвать коэволюция, при котором оба вида претерпевают генетические изменения из-за селективного давления, которое один вид оказывает на другой.[12]

Акромирмекс муравей: изоляция грибных садов

Муравьи-листорезы защищать и питать различные виды грибков в качестве источника пищи в системе, известной как муравьиная мутуализм. Муравьи-листорезы, принадлежащие к роду Акромирмекс известны своими взаимными отношениями с Базидиомицет грибы. Колонии муравьев тесно связаны с их колониями грибов и могут иметь совместно эволюционировал с последовательным вертикальным происхождением грибов в отдельных колониях. Популяции муравьев защищаются от горизонтальная передача чужеродных грибов к их грибковой колонии, так как эта передача может привести к конкурентной нагрузке на местный грибной сад. Захватчики выявляются и удаляются колонией муравьев, что препятствует конкуренции и межпородному скрещиванию грибов. Эта активная изоляция отдельных популяций помогает поддерживать генетическую чистоту колонии грибов, и этот механизм может привести к симпатрическое видообразование в общей среде обитания.[13]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Футуйма 2009, стр. 448, G-9.
  2. ^ Футуйма 2009, п. 241.
  3. ^ Футуйма 2009 С. 487–490.
  4. ^ Маккой 2003.
  5. ^ Гэннон, Уильям Л. (1998). «Синтопия между двумя видами ушастых летучих мышей (Myotis evotis и Myotis auriculus)". Юго-западный натуралист. 43 (3): 394–396. JSTOR  30055386.
  6. ^ Schoorl, Jaap; Зейдервейк, Энни (1980). «Экологическая изоляция в Triturus cristatus и Triturus marmoratus (Амфибия: Salamandridae) ". Амфибия-Рептилии. 1 (3): 235–252. Дои:10.1163 / 156853881X00357. ISSN  0173-5373.
  7. ^ Дикманн и Добели, 1999 г..
  8. ^ Койн и Орр 1989.
  9. ^ Нур 1999.
  10. ^ Foote et al. 2011 г..
  11. ^ Робертс и Тарботон 2011.
  12. ^ Солер и Моллер 1990.
  13. ^ Бот, Ренер и Бумсма, 2001 г..

Список используемой литературы