Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Часть серии по
Эволюционная биология
Зяблики Дарвина, автор Gould.jpg
Зябликов Дарвина по Джон Гулд
Ключевые темы
Процессы и результаты
Естественная история
История эволюционной теории
Поля и приложения
  • Приложения эволюции
  • Биосоциальная криминология
  • Экологическая генетика
  • Эволюционная эстетика
  • Эволюционная антропология
  • Эволюционные вычисления
  • Эволюционная экология
  • Эволюционная экономика
  • Эволюционная эпистемология
  • Эволюционная этика
  • Эволюционная теория игр
  • Эволюционная лингвистика
  • Эволюционная медицина
  • Эволюционная нейробиология
  • Эволюционная физиология
  • Эволюционная психология
  • Экспериментальная эволюция
  • Филогенетика
  • Палеонтология
  • Селекция
  • Видообразовательные эксперименты
  • Социобиология
  • Систематика
  • Универсальный дарвинизм
Социальные последствия
  • Эволюция как факт и теория
  • Социальные эффекты
  • Споры о сотворении и эволюции
  • Возражения против эволюции
  • Уровень поддержки
  •  Портал эволюционной биологии
  • Категория Категория
  • похожие темы
  • v
  • т
  • е
Спаривание двух видов приводит к созданию подходящего гибрида, который не может спариваться с представителями своего родительского вида.

Гибридное видообразование - это форма видообразования, при которой гибридизация между двумя разными видами приводит к новому виду, репродуктивно изолированному от родительского вида. Ранее считалось, что добиться репродуктивной изоляции между двумя видами и их родителями особенно сложно, и поэтому гибридные виды считались очень редкими. Когда в 1990-х годах анализ ДНК стал более доступным, гибридное видообразование оказалось довольно распространенным явлением, особенно у растений. [1] [2] В ботанической номенклатуре гибридный вид также называется нотовидом . [3] Гибридные виды по своей природе полифилетичны.. [4]

Экология [ править ]

Гибрид иногда может быть лучше приспособлен к местной среде, чем родительская линия, и поэтому естественный отбор может благоприятствовать этим особям. Если впоследствии будет достигнута репродуктивная изоляция , может возникнуть отдельный вид. Репродуктивная изоляция может быть генетической, экологической , [5] поведенческие, пространственные, или комбинацию из них.

Если репродуктивная изоляция не устанавливается, гибридная популяция может сливаться с одним или обоими родительскими видами. Это приведет к притоку чужеродных генов в родительскую популяцию, что называется интрогрессией . Интрогрессия является источником генетической изменчивости и сама по себе может способствовать видообразованию. Есть свидетельства того, что интрогрессия является повсеместным явлением у растений и животных, [6] [7] даже у людей [8], где генетический материал от неандертальцев и денисовцев ответственен за большую часть иммунных генов в неафриканских популяциях. [9] [10]

Экологические ограничения [ править ]

Чтобы гибридная форма сохранялась, она должна уметь использовать доступные ресурсы лучше, чем любой родительский вид, с которым в большинстве случаев ей придется конкурировать. Хотя у медведей гризли и белых медведей может быть потомство, гибрид гризли и белого медведя , вероятно, будет менее подходящим для любой из экологических ролей, чем сами родители. Хотя гибрид плодовит, эта плохая адаптация помешала бы созданию постоянной популяции. [11]

Точно так же львы и тигры исторически пересекались в части своего ареала и теоретически могут производить диких гибридов: лигеров , которые являются помесью самца льва и самки тигра, и тигонов , которые являются помесью тигра-самца и льва-самки. ; однако до сих пор тигры и львы скрещивались только в неволе. [12] И у лигеров, и у тигонов самки плодовиты, а самцы бесплодны. [12] Один из этих гибридов (тигон) несет гены-ингибиторы роста от обоих родителей и, таким образом, меньше любого родительского вида [12] и может в дикой природе конкурировать с более мелкими плотоядными животными, например леопардом.. Другой гибрид, лигер, в конечном итоге оказывается крупнее любого из его родителей: около 450 килограммов в зрелом состоянии. [12] Гибриды тигра и льва в дикой природе не известны, ареалы этих двух видов больше не пересекаются (тигры не встречаются в Африке, и, хотя ранее в распространении этих двух видов в Азии было совпадение, оба вида имеют были истреблены на большей части их соответствующих исторических ареалов, и азиатский лев теперь ограничен национальным парком Гир-Форест , где тигры отсутствуют). [13]

В некоторых ситуациях может благоприятствовать гибридная популяция. Одним из примеров является быстрая смена доступных типов окружающей среды, например, исторические колебания уровня воды в озере Малави , ситуация, которая обычно способствует видообразованию. [14] Похожая ситуация может быть обнаружена, когда близкородственные виды занимают цепочку островов . Это позволит любой нынешней гибридной популяции переехать в новые незанятые места обитания, избегая прямой конкуренции с родительскими видами и давая гибридной популяции время и пространство для создания. [15] [5] Генетика тоже иногда может отдавать предпочтение гибридам. В национальном парке Амбосели в Кении желтые бабуины и анубисы.регулярно скрещиваются. Гибридные самцы достигают зрелости раньше, чем их чистокровные кузены, что создает ситуацию, когда гибридная популяция может со временем заменить один или оба родительских вида в этом районе. [16]

Генетика гибридизации [ править ]

У растений генетика более изменчива и податлива, чем у животных, что, вероятно, отражает более высокий уровень активности у животных. Генетика гибридов обязательно будет менее стабильной, чем генетика видов, эволюционирующих путем изоляции, что объясняет, почему гибридные виды чаще встречаются у растений, чем у животных. Многие сельскохозяйственные культуры представляют собой гибриды с двойным или даже тройным набором хромосом. Наличие нескольких наборов хромосом называется полиплоидией . Полиплоидия обычно приводит к летальному исходу у животных, у которых лишние хромосомы нарушают развитие плода , но часто встречается у растений. [17] Форма гибридного видообразования, которая относительно часто встречается у растений, возникает, когда бесплодный гибрид становится фертильным после удвоения числа хромосом .

Гибридизация без изменения числа хромосом называется видообразованием гомоплоидного гибрида. [1] Такая ситуация наблюдается у большинства гибридов животных. Чтобы гибрид был жизнеспособным, хромосомы двух организмов должны быть очень похожими, то есть родительские виды должны быть тесно связаны, иначе различие в расположении хромосом сделает митоз проблематичным. При полиплоидной гибридизации это ограничение менее остро.

Сверхчисловые номера хромосом могут быть нестабильными, что может привести к нестабильности генетики гибрида. Европейская съедобная лягушка кажется разновидностью, но на самом деле это триплоидный полупостоянный гибрид между лягушками пул и болотных лягушек . [18] В большинстве популяций популяция съедобной лягушки зависит от присутствия, по крайней мере, одного из родительских видов, которые необходимо поддерживать, поскольку каждому человеку требуется два набора генов от одного родительского вида и один от другого. Кроме того, ген определения мужского пола у гибридов обнаруживается только в геноме лягушки, что еще больше подрывает стабильность. [19] Такая нестабильность также может привести к быстрому уменьшению числа хромосом, создавая репродуктивные барьеры и тем самым позволяя видообразование.

Известные случаи [ править ]

Близкородственные виды Heliconius

Животные [ править ]

Видообразование гомоплоидных гибридов [ править ]

Гибридное видообразование у животных преимущественно гомоплоидное . Хотя считается, что это не очень распространенное явление, некоторые виды животных являются результатом гибридизации, в основном насекомые, такие как тефритовые дрозофилы, которые населяют растения Lonicera [20] и бабочки Heliconius , [21] [22], а также некоторые рыбы , [15] один морские млекопитающие, то clymene дельфин , [23] несколько птиц. [24] и некоторые жабы Буфотес . [25]

Одна птица является безымянная форма из вьюрков Дарвина с острова Галапагос Дафни мажор, описанной в 2017 году и , вероятно , основана в начале 1980 - х годов мужского Эспаньола кактуса зяблик с острова Эспаньола и женской средней земли зяблик от Daphne Major. [26] Другой - большой поморник , который имеет удивительное генетическое сходство с физически очень разными поморниками-поморниками ; большинство орнитологов [ кто? ] теперь предположим, что это гибрид поморника-поморника и одного из южных поморников. [27] золотисто-увенчалась Manakinбыл сформирован 180 000 лет назад в результате гибридизации покрытых снегом и увенчанных опалом манакинов . [28]

Множественные гибриды во время быстрого расхождения [ править ]

Быстро расходящиеся виды могут иногда образовывать несколько гибридных видов, в результате чего возникает комплекс видов , например несколько физически расходящихся, но близких родов цихлид в озере Малави . [14] У уток рода Anas (кряквы и чирки) очень недавняя история дивергенции, многие из этих видов являются интерфертильными, и многие из них считаются гибридами. [29] [ требуется проверка ] В то время как гибридные виды обычно встречаются у млекопитающих редко, [15] американский красный волк , по-видимому, является гибридным видом комплекса видов Canis , между серым волкоми койот . [30] Гибридизация, возможно, привела к появлению богатых видами бабочек Heliconius , [31] хотя этот вывод подвергался критике. [32]

Растения [ править ]

Saxifraga osloensis , естественный тетраплоидный гибридный вид

Поскольку растения более устойчивы к полиплоидии, гибридные виды встречаются чаще, чем животные. По оценкам, 2–4% всех цветковых растений и 7% всех видов папоротников являются результатом полиплоидной гибридизации. [33] Многие виды сельскохозяйственных культур, такие как пшеница, являются гибридами, [33] и гибридизация является важным фактором видообразования в некоторых группах растений. [34] Садовые цветы рода Saxifraga часто являются гибридами, а тетраплоидный естественный гибрид Saxifraga osloenis , как полагают, сформировался в конце последнего ледникового периода . [35] [36]Гомоплоидное видообразование также встречается у растений и, например, дало начало нескольким видам подсолнечника . [37] [38]

См. Также [ править ]

  • Клименский дельфин
  • Восточный койот
  • Койволк
  • Генетическое загрязнение
  • Гибридное имя
  • Хвостик из Нью-Мексико
  • Вторичный контакт
  • Кольцевые виды

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б Арнольд, ML (1996). Естественная гибридизация и эволюция . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. п. 232. ISBN. 978-0-19-509975-1.
  2. ^ Wendel, J F. & Doyle, JJ (1998): Секвенирование ДНК. В молекулярной систематике растений II . Редакторы: Д. Е. Солтис, П. С. Солтис , Дж. Дж. Дойл. Kluwer, Boston, стр. 265–296.
  3. ^ Макнил, Дж .; Барри, Франция; Бак, WR; Демулин, В .; Greuter, W .; Хоксворт, DL; Herendeen, PS; Knapp, S .; Marhold, K .; Prado, J .; Прюдом Ван Рейн, ВФ; Smith, GF; Wiersema, JH; Турланд, Нью-Джерси (2012). Международный кодекс ботанической номенклатуры (Мельбурн кодекс) , принятый на восемнадцатом Международном ботаническом конгрессе Мельбурн, Австралия, июль 2011 года . Regnum Vegetabile 154. ARG Gantner Verlag KG. ISBN 978-3-87429-425-6. Статья H.1.
  4. ^ Hörandl, E .; Стюесси, Т.Ф. (2010). «Парафилетические группы как естественные единицы биологической классификации». Таксон . 59 (6): 1641–1653. DOI : 10.1002 / tax.596001 .
  5. ^ a b Marques, I .; Draper, D .; Лопес-Эрранц, ML; Garnatje, T .; Сегарра-Морагес, JG; Каталон, П. (3 ноября 2016 г.). «Прошлые изменения климата способствовали гомоплоидному видообразованию у трех горных колючих овсяниц (Festuca, Poaceae)» . Научные отчеты . 6 (1): 36283. Bibcode : 2016NatSR ... 636283M . DOI : 10.1038 / srep36283 . ISSN 2045-2322 . PMC 5093761 . PMID 27808118 .   
  6. ^ Даулинг TE; Секор CL (1997). «Роль гибридизации и интрогрессии в разнообразии животных». Ежегодный обзор экологии и систематики . 28 : 593–619. DOI : 10.1146 / annurev.ecolsys.28.1.593 .
  7. ^ Bullini L (1994). «Происхождение и эволюция гибридных видов животных». Тенденции в экологии и эволюции . 9 (11): 422–426. DOI : 10.1016 / 0169-5347 (94) 90124-4 . PMID 21236911 . 
  8. ^ Холлидей TW (2003). «Видовые концепции, сеточки и эволюция человека». Современная антропология . 44 (5): 653–673. DOI : 10,1086 / 377663 .
  9. ^ Мендес, Флорида; Уоткинс, JC; Хаммер, MF (12 января 2013 г.). "Неандертальское происхождение генетической изменчивости в кластере генов иммунитета к OAS". Молекулярная биология и эволюция . 30 (4): 798–801. DOI : 10.1093 / molbev / mst004 . PMID 23315957 . 
  10. Перейти ↑ Mendez, FL (2012). Архаическая интрогрессия и естественный отбор в эволюции современного человека: исследование генетической изменчивости в локусах, содержащих иммунные гены OAS1 и STAT2 (кандидатская диссертация) . Университет Аризоны . Проверено 6 декабря 2013 года .
  11. ^ "Медведь, снятый на Северо-Западе, был гибридом полярных гризли" . Cbc.ca. 2010-04-30. Архивировано из оригинала 5 июля 2010 года . Проверено 9 марта 2011 .
  12. ^ a b c d Мотт, М. (5 августа 2005 г.). Получено 13 февраля 2013 г. из Liger Facts. Спасение большой кошки
  13. ^ «Часто задаваемые вопросы» . Исследовательский проект Льва Университета Миннесоты . Архивировано из оригинала на 2011-08-07 . Проверено 28 июня 2011 .
  14. ^ а б Дженнер, MJ; Тернер, Г. Ф. (декабрь 2011 г.). "Древняя гибридизация и фенотипическая новизна радиации цихлид в озере Малави" . Молекулярная биология и эволюция . 29 (опубликовано в Интернете): 195–206. DOI : 10.1093 / molbev / msr183 . PMID 22114359 . Проверено 14 декабря 2011 года . 
  15. ^ a b c Ларсен, Пенсильвания; Марчан-Риваденейра, MR; Бейкер, Р.Дж. (5 января 2010 г.). «Естественная гибридизация порождает линию млекопитающих с видовыми характеристиками» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 107 (25): 11447–11452. Bibcode : 2010PNAS..10711447L . DOI : 10.1073 / pnas.1000133107 . PMC 2895066 . PMID 20534512 .  
  16. ^ Шарпантье и др. (2012). «Генетическая структура в динамической гибридной зоне павианов подтверждает наблюдения за поведением в гибридной популяции». Молекулярная экология . 21 (3): 715–731. DOI : 10.1111 / j.1365-294X.2011.05302.x . PMID 21988698 . 
  17. ^ фон Веттштейн, Ф. (1927). Die Erscheinung der Heteroploidie, besonders im Pflanzenreich . Ergebnisse der Biologie . 2 . С. 311–356. DOI : 10.1007 / 978-3-642-49712-4_5 . ISBN 978-3-642-49433-8.
  18. ^ Фрост, Грант, Faivovich, Bain, Haas, Хаддад, де Са, Ченнинг, Уилкинсон, Доннелланом, Raxworthy, Кэмпбелл, одурманенный, Moler, Drewes, Nussbaum, Линч, Грин и Wheeler 2006 амфибия древо жизни. Бюллетень Американского музея естественной истории. Номер 297. Нью-Йорк. Выдан 15 марта 2006 г.
  19. ^ Guldager Кристиансен, D. (2010): Генетическая структура и динамика All-гибридных прудовая лягушка популяций . Докторская диссертация в Цюрихском университете . 140 страниц
  20. ^ Шварц, Дитмар; и другие. (2005). Смена хозяина на инвазивное растение вызывает быстрое видообразование гибридов животных. Nature 436 (7050): 546–549. DOI: 10,1038 / природа03800. PMID 16049486 . 
  21. ^ Mavárez J., Салазар, К., Бермингэй Е., Сальседо, К., Джиггинс, компактдиск, и Линарес, М. 2006. Видообразование путем гибридизации в Heliconius бабочках. Nature (Лондон) 441: 868-871
  22. ^ Консорциум генома Heliconius. 2012. Геном бабочки обнаруживает беспорядочный обмен мимикрическими адаптациями между видами. Nature 487: 94-98. http://www.nature.com/nature/journal/v487/n7405/full/nature11041.html
  23. ^ Bhanoo, Sindya (2014-01-13). «Ученые нашли редкий гибрид двух других видов дельфинов» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 20 января 2014 года .
  24. ^ Ottenburghs, Jente (2018). «Изучение континуума гибридного видообразования у птиц» . Экология и эволюция (24): 13027–13034. DOI : 10.1002 / ece3.4558 . ISSN 2045-7758 . PMC 6308868 . PMID 30619602 .   
  25. ^ Betto-Colliard, C .; С. Хофманн; Р. Сермье; Н. Перрин; М. Штёк (2018). «Глубокая генетическая дивергенция и асимметричный вклад родительского генома как отличительные признаки гибридного видообразования у полиплоидных жаб» . Труды Королевского общества B: биологические науки . 285 (1872): 1872. DOI : 10.1098 / rspb.2017.2667 . PMC 5829204 . PMID 29436499 .  
  26. ^ Lamichhaney, Sangeet; Хан, Фан; Вебстер, Мэтью Т .; Андерссон, Лейф; Грант, Б. Розмари; Грант, Питер Р. (2018). «Быстрое гибридное видообразование в зябликах Дарвина» . Наука . 359 (6372): 224–228. DOI : 10.1126 / science.aao4593 . PMID 29170277 . 
  27. ^ Фернесс, RW; Хамер, К. (2003). «Поморники и егеря» . В Кристофере Перринсе (ред.). Энциклопедия птиц Firefly . Книги Светлячка. С.  270–273 . ISBN 978-1-55297-777-4.
  28. ^ «Первый в истории гибридный вид птиц из Амазонки: более пристальный взгляд на генетику и перья показывает первые в истории гибридные виды птиц, обитающих в тропических лесах Амазонки» . ScienceDaily . Проверено 1 января 2018 года .
  29. ^ Вид среднего размера: Bernor, RL; Кордос, Л. и Рук, Л. (ред.): Последние достижения в области междисциплинарных исследований в Рудабанье, поздний миоцен (MN9), Венгрия: сборник, заархивированный 28 июня 2007 г., на Wayback Machine . Paleontographica Italiana 89 : 3–36.
  30. ↑ Эш, Мэри (31 мая 2011 г.). «Исследование: восточные волки - гибриды с койотами» . The Huffington Post . Проверено 1 июня 2011 года .
  31. ↑ Маллет, Джеймс; Beltrán, M .; Neukirchen, W .; Линарес, М. (2007). «Естественная гибридизация у геликониевых бабочек: видовая граница как континуум» . BMC Evolutionary Biology . 7 : 28. DOI : 10.1186 / 1471-2148-7-28 . PMC 1821009 . PMID 17319954 .  
  32. ^ Брауэр, AVZ (2011). «Гибридное видообразование у бабочек Heliconius? Обзор и критика свидетельств» . Genetica . 139 (2): 589–609. DOI : 10.1007 / s10709-010-9530-4 . PMC 3089819 . PMID 21113790 .  
  33. ^ a b Отто, S .; Виттон, П.Дж. (2000). «Заболеваемость и эволюция полиплоидов» (PDF) . Ежегодный обзор генетики . 34 : 401–437. CiteSeerX 10.1.1.323.1059 . DOI : 10.1146 / annurev.genet.34.1.401 . PMID 11092833 .   
  34. ^ Линдер, CR; Рисенберг, LH (22 июня 2004 г.). «Реконструкция закономерностей ретикулярной эволюции растений» . Американский журнал ботаники . 91 (10): 1700–1708. DOI : 10,3732 / ajb.91.10.1700 . PMC 2493047 . PMID 18677414 .  
  35. ^ Knaben, Г. (1934). « Saxifraga osloensis n. Sp., Тетраплоидный вид секции Tridactylites». Nytt Magasin for Botanikk : 117–138.
  36. ^ Brochmann, C .; Сян, QY .; Brunsfeld, S .; Солтис, Германия; Солтис, PS (1998). «Молекулярные доказательства полиплоидного происхождения камнеломки (Saxifragaceae): узкий арктический эндемик S. svalbardensis и его широко распространенные союзники» (PDF) . Американский журнал ботаники . 85 (1): 135–143. DOI : 10.2307 / 2446562 . JSTOR 2446562 .  
  37. ^ Ризеберг, LH; Raymond, O .; Розенталь, DM; Lai, Z .; Ливингстон, К .; Наказато, Т .; Durpy, JL; Шварцбах, AE; Донован, Луизиана; Лексер, К. (2003). «Основные экологические переходы в диких подсолнухах, способствующие гибридизации». Наука . 301 (5637): 1211–1216. Bibcode : 2003Sci ... 301.1211R . DOI : 10.1126 / science.1086949 . PMID 12907807 . 
  38. ^ Уэлч, Мэн; Рисберг, LH (2002). «Расхождение в среде обитания между гомоплоидными гибридными видами подсолнечника Helianthus paradoxus (Asteraceae) и его предками» . Американский журнал ботаники . 89 (3): 472–478. DOI : 10,3732 / ajb.89.3.472 . PMID 21665644 .