ПЕРИПАТРИЧНА СПЕЦИФІКАЦІЯ: ЩО ЦЕ ТАКЕ ТА ПРИКЛАДИ - БІОЛОГІЯ - 2025

В периферійній специфікації в еволюційній біології йдеться про утворення нових видів з невеликої кількості особин, які виділили периферію цієї початкової популяції.

Він був запропонований Ернстом Мейром і є однією з його найбільш суперечливих теорій в еволюції. Спочатку його називали специфікацією за ефектом засновника, пізніше називали парапатричною специфікацією.

Джерело: За допомогою Speciation_modes.svg: Ilmari Karonenderivative work: Mircalla22 (Speciation_modes.svg), через Wikimedia Commons

Новий вид виникає в межах центральної популяції, яка має більшу кількість особин. Під час процесу специфікації потік між популяціями можна зменшити до максимального, поки він не припинить своє існування. Таким чином, з плином часу периферійна популяція утворює новий вид.

У цій специфікаційній моделі виділяються явища дисперсії та колонізації. Оскільки люди розсіюються, вони піддаються виборчому тиску (наприклад, навколишньому середовищу), відмінному від початкової популяції, що врешті-решт призводить до розбіжності.

Здається, генетичний дрейф відіграє особливу роль у моделі парапатричної специфікації, оскільки ізольована популяція, як правило, невелика, а стохастичні фактори мають більший ефект у популяціях зі зменшеними розмірами.

Визначення

За даними Curtis & Schnek (2006), периферійна специфікація визначається як "група особин, що знаходять нову популяцію. Якщо засновницька група невелика, вона може мати певну генетичну конфігурацію, що не є репрезентативною для початкової популяції ».

Це може статися, якщо населення зазнає вузького місця (значне скорочення чисельності його особин) або якщо невелика кількість особин переселиться на периферію. Ці мігранти можуть складатися з однієї пари або однієї осіменіної самки.

Те ж може статися, коли населення відчуває зменшення чисельності. Коли це скорочення відбувається, площа поширення зменшується і невеликі поодинокі популяції залишаються на периферії початкової популяції. Потік генів між цими групами надзвичайно низький або нульовий.

Історична перспектива

Цей механізм був запропонований еволюційним біологом та орнітологом Ернстом Майром у середині 1950-х.

За словами Мейра, процес починається з розповсюдження невеликої групи. В один момент (Майр чітко не пояснює, як це відбувається, але випадковість відіграє вирішальну роль) міграція між початковим населенням і невеликим ізольованим населенням припиняється.

Майр описав цю модель у статті, яка зосередилась на вивченні птахів Нової Гвінеї. Теорія базувалася на периферійних популяціях птахів, які сильно відрізняються від суміжних популяцій. Майр погоджується, що його пропозиція в основному умоглядна.

Інший впливовий в еволюційних теоріях біолог, Генніг, прийняв цей механізм і назвав його специфікацією колонізації.

Класифікація

Після класифікації Кертіса та Шнека (2006) механізмів видоутворення, запропонованих цими авторами, існують три основні моделі специфікації за розбіжністю: алопатрична, парапатрична та симпатична. У той час як моделі миттєвої специфікації є периферійними та поліплоїдними специфікаціями.

Футуйма (2005), з іншого боку, розміщує парапатричну специфікацію як тип алопатричної специфікації - поряд із вікаріанством. Тому периферійну специфікацію класифікують за походженням репродуктивного бар'єру.

Роль дрейфу гена

Мейр пропонує, щоб генетична зміна ізольованої популяції відбувалася швидко, а потік генів з початковою популяцією відключався. Згідно з міркуваннями цього дослідника, частота алелів у деяких локусах відрізнялася б від частоти в початковій популяції, просто через помилки вибірки - іншими словами, генетичний дрейф.

Помилка вибірки визначається як випадкові розбіжності між теоретично очікуваним та отриманими результатами. Наприклад, припустимо, у нас є пакетик з червоною та чорною квасолею у співвідношенні 50:50. За чистим випадком, коли я виберу 10 бобів з мішка, я можу отримати 4 червоні та 6 чорних.

Екстраполюючи цей дидактичний приклад на популяції, "засновницька" група, яка буде створена на периферії, може не мати таких же частот алелів, як початкова популяція.

Гіпотеза Майра передбачає істотні еволюційні зміни, що відбуваються швидко. Крім того, оскільки географічне розташування є досить конкретним та обмеженим у поєднанні з фактором часу, воно не буде зафіксовано у записах викопних робіт.

Це твердження намагається пояснити раптову появу виду в обліку викопних робіт без очікуваних проміжних етапів. Тому ідеї Майра передбачали теорію пунктированої рівноваги, запропоновану Гулдом та Елдредже у 1972 році.

Хто є кращими кандидатами для проходження периферійної специфікації?

Не всі живі організми є потенційними кандидатами для периферійних специфікацій для зміни зміни їх популяції.

Деякі характеристики, такі як невелика здатність до розсіювання і більш-менш малорухливий час, роблять деякі лінії схильними до груп, щоб ця модель специфікації могла діяти на них. Крім того, організми повинні мати схильність структуруватися в невеликі популяції.

Приклади

Еволюційне випромінювання роду

Гавайський архіпелаг складається з ряду островів і атолів, населених великою кількістю ендемічних видів.

Архіпелаг привернув увагу біологів-еволюторів до майже 500 видів (деяких ендеміків) роду Drosophila, які населяють острови. Пропонується, що величезна диверсифікація групи відбулася завдяки колонізації кількох особин на сусідніх островах.

Ця гіпотеза підтверджується застосуванням молекулярних методик для цих гавайських груп населення.

Дослідження показали, що найбільш близькоспоріднені види зустрічаються на сусідніх островах, а види, що нещодавно розійшлися, населяють нові острови. Ці факти підтримують ідею периферійної специфікації.

Характеристика в ящірці

Ящірка виду Uta stansburiana належить до родини Phrynosomatidae і є рідною для США та північної Мексики. Серед його найвидатніших характеристик - існування поліморфізмів у його популяціях.

Ці популяції є хорошим прикладом периферійної специфікації. Існує населення, яке мешкає на островах Каліфорнійської затоки, і воно значно варіюється порівняно зі своїми колегами у Сполучених Штатах.

Люди на островах сильно відрізняються різними характеристиками, такими як розмір, забарвлення та екологічні звички.

Довідково

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Біологія: наука та природа. Пірсон освіта.
2. Кертіс, Х., Шнек, А. (2006). Запрошення на біологію. Panamerican Medical Ed.
3. Freeman, S., Herron, JC (2002). Еволюційний аналіз. Prentice Hall.
4. Футуйма, DJ (2005). Еволюція Синауер.
5. Хікман, К.П., Робертс, Л.С., Ларсон, А., Обер, WC, & Гарнізон, C. (2001). Інтегральні принципи зоології (т. 15). Нью-Йорк: McGraw-Hill.
6. Майр, Е. (1997). Еволюція та різноманіття життя: Вибрані нариси. Гарвардський університетський прес.
7. Райс, С. (2007). Енциклопедія еволюції. Факти з файлу.
8. Рассел, П., Герц, П., Макміллан, Б. (2013). Біологія: Динамічна наука. Нельсон Освіта.
9. Солер, М. (2002). Еволюція: основи біології. Проект Південь.