MI A PARAPATRIKUS SPECIFIKÁCIÓ? (PÉLDÁKKAL) - BIOLÓGIA - 2026

A parapatrikus specifikáció új fajok megjelenését javasolja két egymáshoz tartozó alpopuláció reproduktív izolációjából. Ez a három speciális modellmodell egyike, és illeszkedik egy "közbenső" állapothoz az allopatrikus és a szimmetrikus modellek között.

Ez az elmélet magában foglalja a szomszédos területeken eloszlatott populációkban a specifikációt, és azt, hogy a gének mindkét régió között mérsékelt áramlása van. Mivel a két alpopuláció között van bizonyos fokú elszigeteltség, ezek mindegyike növelheti a genetikai függetlenség szintjét.

Forrás: Andrew Z. Colvin

Idővel a fajok kifejleszthetnek szaporodási izolációs mechanizmusokat, és a specifikációs folyamat befejeződik.

Specifikáció: új fajok kialakulása

Az evolúciós biológia bármely vita témája a híres brit természettudós, Charles Darwin hozzászólásaival kezdődik.

Mesterművében, a fajok eredete, Darwin a természetes szelekció mechanizmusát javasolja, és többek között azt állítja, hogy e mechanizmus hosszú távú fokozatos működése révén új fajok alakulhatnak ki.

De mi a faj? Ez a kérdés rendkívül tanulmányozott és vitatott kérdés volt a biológusok számára. Bár tucatnyi meghatározás létezik, a legszélesebb körben alkalmazott és elfogadott koncepció a fajok biológiai fogalma, amelyet Ernst Mayr fogalmazott meg.

Mayr esetében a fajt a következőképpen határozzák meg: "keresztező természetes populációk olyan csoportjai, amelyek reproduktív módon izoláltak más csoportoktól". A meghatározás kritikus pontja a fajoknak nevezett csoportok közötti reprodukciós elszigeteltség.

Ilyen módon új faj alakul ki, amikor a két eltérő populációba tartozó egyének nem ismerik fel egymást potenciális társakként.

Speciációs modellek

A specifikáció földrajzi helyzetétől függően a szerzők osztályozási rendszert használnak, amely három fő modellt tartalmaz: allopatrikus, szimmetrikus és parapatrikus specifikációt.

Ha az új fajok eredete teljes földrajzi elszigeteltséget von maga után (földrajzi akadályok kialakulása miatt, például egy folyó vagy egy hegy), akkor a specifikáció allopatrikus. Ha a fajok ugyanabban a földrajzi területen alakulnak ki szétválasztás nélkül, ez szimmetrikus specifikáció.

Egy közbenső modell a parapatrikus specifikáció, ahol új fajok jelennek meg a folytonos földrajzi régiókban. Most részletesen leírjuk ezt a közbenső modellt.

Fontos megemlíteni, hogy a különbségtétel a három típus között nem egyértelmű, és átfedhetik egymást.

Parapatrikus specifikációs modell

A parapatrikus specifikációban két biológiai "alpopuláció" oszlik meg, amelyek egymás mellett helyezkednek el, olyan földrajzi korlátok nélkül, amelyek megakadályozzák a gének áramlását mindkét demos között (a "demo" egy másik kifejezés, amelyet az irodalomban széles körben használnak populációkra utal).

A parapatrikus specifikáció a következőképpen fordulhat elő: kezdetben a populáció egy homogén eloszlású egy meghatározott földrajzi területen. Az idő múlásával a faj "cline" mintát alakított ki.

Ezt a klinikai modellt Fisher javasolta 1930-ban. Noha ez a hagyományos modell, vannak más javaslatok is - például a „lépcsőzetes” specifikáció.

Klinikai modell

A cline egy fenotípusos gradiens, amely ugyanazon fajokon fordul elő - például a testméret szempontjából: az egyének nagy és kicsi méretűek.

A klína eredete hirtelen földrajzi változás következtében fordulhat elő. A változásnak köszönhetően egyes formák az egyik oldalon képesek alkalmazkodni a körülményekhez, míg a fennmaradó népesség a másik oldalon alkalmazkodik.

Az egyes határok között hibrid zóna alakul ki, ahol az új földrajzi gradiens mindkét oldalának tagjai érintkezésbe kerülnek, és a két alpopuláció között génáramlás zajlik. Most azonban az egyes "oldalakon" levő fajokat külön entitásként is felismerhetik.

Ez a két forma különféle taxonómiai neveket kaphat, és fajokként vagy alfajokként osztályozható.

Feszültség zóna

A hibrid zónában feszültségi zóna alakulhat ki, amely elősegíti a speciálási folyamatot. Ezen a területen a hibridek képződése hátrányos, vagyis a hibridek biológiai alkalmassága alacsonyabb, mint a szülő fajoknál.

Tegyük fel, hogy az egyén homozigóta domináns egy bizonyos tulajdonság (AA) vonatkozásában, és a földrajzi terület egyik oldalához igazodik. Másrészt a recesszív homozigóta egyének (aa) alkalmazkodtak ehhez a régióhoz.

Ha kereszt történik a hibrid zónában a két „faj” vagy „alfaj” között, és a kettő közötti hibrid (ebben az esetben a heterozigóta Aa) biológiai vagy fitneszképessége alacsonyabb, akkor ez a feszültség zónája. Empirikus bizonyítékok szerint szinte az összes ismert hibrid zóna tartozik a stresszzóna meghatározásához.

Így a természetes szelekció elősegíti a szelektív párosulást a folytonos földrajzi régiókban élő változatok között. Vagyis a bal oldalon lévők reprodukálódnak egymással, és ugyanez történik a jobb oldalon.

Bizonyíték

Noha a parapatrikus specifikáció elméleti alapja lehetővé teszi és vonzó modellt tesz lehetővé, a bizonyítékok viszonylag kevés és nem meggyőzőek.

Nincs elegendő bizonyíték a folyamat minden lépésének illusztrálására. A modell azonban nem teljesen kizárt, és bizonyos esetekben megtörténhet.

Példák

Specifikáció a faj fűében

A Poaceae családba tartozó Anthoxanthum odoratum fű a parapatrikus specifikáció nagyon szemléltető példája.

Ezeknek a növényeknek néhány része olyan területeken él, ahol a talajt számos nehézfémek szennyezik. Ilyen módon ezekben a régiókban csak a fű olyan variánsai nőhetnek fel, amelyek képesek elviselni a szennyeződést.

Ezzel szemben a szomszédos növények, amelyek nem élnek szennyezett talajban, nem estek át a nehézfémekkel szembeni tolerancia irányába történő kiválasztási folyamaton.

A toleráns és nem toleráns formák elég közel állnak ahhoz, hogy megtermékenyítsék egymást (ez a követelmény a speciációs folyamat parapatrikusnak tekintendő). Ugyanakkor mindkét csoport eltérõ virágzási idõket fejlesztett ki, ideiglenes akadályt teremtve a génáramlás számára.

A faj hollója

Ez a két varjfaj egész Európában elterjedt, és a hibrid övezet klasszikus példája. A C. corvix inkább keletre, míg társa nyugatra helyezkedik el, mindkét faj találkozási pontjával Közép-Európában.

Bár mindegyik fajnak megvannak a saját fenotípusos tulajdonságai, az átlépési területen hibrideket állíthatnak elő. A keresztezés a jele annak, hogy a két holló közötti párbeszéd még nem fejeződött be, és a reproduktív izoláció még nem fejeződött be teljesen.

Irodalom

1. Dieckmann, U., Doebeli, M., Metz, JA, és Tautz, D. (szerk.). (2004). Adaptív specifikáció. Cambridge University Press.
2. Gavrilets, S. (2004). Fitness táj és a fajok eredete. Princeton University Press.
3. Inoue-Murayama, M., Kawamura, S. és Weiss, A. (2011). A génektől az állati viselkedésig. Springer.
4. Pincheira, D. (2012). Kiválasztás és adaptív evolúció: elméleti és empirikus alapok a gyíkok szempontjából. UC kiadások.
5. Safran, RJ és Nosil, P. (2012). Specifikáció: új fajok eredete. Természetnevelési ismeretek, 3 (10), 17.