Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлен с гибридных видов )
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
  • Селекционное скрещивание
  • Эксперименты по видообразованию
  • 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 образованию 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 стало 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 отвечает 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. В то время как медведи гризли и белые медведи могут иметь потомство, гибрид гризли и белого медведя , вероятно, будет менее подходящим для любой из экологических ролей, чем сами родители. Хотя гибрид плодовит, эта плохая адаптация помешает созданию постоянной популяции. [11]

Точно так же львы и тигры исторически пересекались в части своего ареала и теоретически могут давать диких гибридов: лигеров , которые являются помесью льва-самца и тигра-самки, 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, лигр, 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 наблюдалось 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] Аналогичная ситуация может быть обнаружена, когда близкородственные виды занимают цепочку островов . Это позволит любой существующей 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 со временем может 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 дополнительные 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 гомоплоидных гибридов. [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, таким образом, делая возможным видообразование.

Известные случаи (Животные) [ править ]

Близкородственные виды Heliconius

Видообразование гомоплоидных гибридов [ править ]

Гибридное видообразование у животных в первую очередь гомоплоидно . Некоторые виды животных, хотя и считаются не очень распространенными, являются результатом гибридизации, в основном насекомые, такие как тефритидные плодовые мухи, 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 виды 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 могла привести к появлению богатых видами бабочек Heliconius , [31] хотя этот вывод подвергался критике. [32]

Гибридные виды у растений [ править ]

Гибридное видообразование происходит, когда две расходящиеся линии (например, виды) с независимыми эволюционными историями вступают в контакт и скрещиваются. Гибридизация может привести к видообразованию, когда гибридные популяции изолируются от родительских линий, что приводит к расхождению с родительскими популяциями.

Полиплоидный гибридный вид [ править ]

В случаях, когда гибриды первого поколения жизнеспособны, но бесплодны, фертильность может быть восстановлена ​​путем дупликации всего генома (полиплоидия), что приводит к репродуктивной изоляции и полиплоидному видообразованию. Полиплоидное видообразование обычно наблюдается у растений, потому что их природа позволяет им поддерживать дупликации генома. Полиплоиды считаются новым видом, потому что возникновение дупликации всего генома накладывает постзиготические барьеры, которые позволяют репродуктивную изоляцию между родительскими популяциями и гибридным потомством. Полиплоиды могут возникать в результате одноэтапных мутаций или триплоидных мостиков. При одностадийных мутациях аллополиплоидыявляются результатом нередуцированных гамет при скрещивании расходящихся линий. Гибриды F1, полученные в результате этих мутаций, бесплодны из-за нарушения бивалентного спаривания хромосом и разделения на гаметы, что приводит к образованию нередуцированных гамет мейозом одного деления, что приводит к нередуцированным диплоидным (2N) гаметам. Триплоидные мостики встречаются в популяциях с низкой частотой и образуются, когда нередуцированные гаметы объединяются с гаплоидными (1N) гаметами с образованием триплоидного потомства, которое может функционировать как мост к образованию тетраплоидов. [33] В обоих случаях полиплоидные гибриды репродуктивно изолированы от родителей из-за разницы в плоидности. Полиплоидам удается оставаться в популяциях, потому что они обычно меньше страдают от инбридинговой депрессии.и имеют более высокую самооплодотворяемость. [33] [34]

Гомоплоидный гибридный вид [ править ]

Гомоплоидное (диплоидное) видообразование - еще один результат гибридизации, но в отличие от полиплоидного видообразования оно наблюдается реже, потому что гибриды не характеризуются дупликацией генома и изоляция должна развиваться с помощью других механизмов. В гомоплоидном видообразовании гибриды остаются диплоидными. Исследования диплоидных гибридных популяций луизианских ирисов показывают, как эти популяции встречаются в гибридных зонах, созданных нарушениями и экотонами (Anderson 1949). Существование этих новых ниш позволяет существовать гибридным линиям. Например, укоренившиеся гибридные виды подсолнечника ( Helianthus ) представляют трансгрессивные фенотипы и демонстрируют геномную дивергенцию, отделяющую их от родительских видов. [35]

См. Также [ править ]

  • Клименский дельфин
  • Восточный койот
  • Койволк
  • Генетическое загрязнение
  • Гибридное имя
  • Хлыстики из Нью-Мексико
  • Вторичный контакт
  • Виды колец

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. ^ Вендел, Дж. Ф. и Дойл, Дж. Дж. (1998): Секвенирование ДНК. В молекулярной систематике растений II . Редакторы: Д. Е. Солтис, П. С. Солтис , Дж. Дж. Дойл. Kluwer, Бостон, стр. 265–296.
  3. ^ McNeill, J .; Барри, Франция; Бак, WR; Демулин, В .; Greuter, W .; Хоксворт, DL; Herendeen, PS; Knapp, S .; Мархольд, К .; Prado, J .; Прюдом Ван Рейн, ВФ; Smith, GF; Wiersema, JH; Турланд, штат 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 .; Стуэсси, 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. ^ Dowling 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. ^ a b 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 павиана подтверждает поведенческие наблюдения 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 находят 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). «Глубокое генетическое расхождение 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. ^ «Первые в истории гибридные виды птиц из Амазонки: более пристальный взгляд на генетику и перья показывает первые в истории гибридные виды птиц, обитающие 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. ^ Молот, 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 Рэмси, Джастин; Шемске, Дуглас В. (2002-11). «Неополиплоидия цветковых растений» . Ежегодный обзор экологии и систематики . 33 (1): 589–639. DOI : 10.1146 / annurev.ecolsys.33.010802.150437 . ISSN 0066-4162 .  Проверить значения даты в: |date=( помощь )
  34. ^ Рауш, Джозеф H .; Морган, Мартин Т. (2005). «ВЛИЯНИЕ САМОУДОБРЕНИЯ, ИНБРЕДНОЙ ДЕПРЕССИИ И РАЗМЕРА НАСЕЛЕНИЯ НА АВТОПОЛИПЛОИДНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ» . Эволюция . 59 (9): 1867. DOI : 10,1554 / 05-095.1 . ISSN 0014-3820 . 
  35. ^ Ризеберг, Лорен Х .; Ван Фоссен, Кристалл; Desrochers, Андре М. (1995-05). «Гибридное видообразование, сопровождающееся реорганизацией генома у дикого подсолнечника» . Природа . 375 (6529): 313–316. DOI : 10.1038 / 375313a0 . ISSN 0028-0836 .  Проверить значения даты в: |date=( помощь )