Informatie

5.2: Vorming van nieuwe soorten - biologie


Vaardigheden om te ontwikkelen

  • Definieer soorten en beschrijf hoe soorten als verschillend worden geïdentificeerd
  • Beschrijf genetische variabelen die tot soortvorming leiden
  • Identificeer prezygote en postzygote reproductieve barrières
  • Allopatrische en sympatrische soortvorming uitleggen
  • Beschrijf adaptieve straling

Hoewel al het leven op aarde verschillende genetische overeenkomsten vertoont, combineren alleen bepaalde organismen genetische informatie door seksuele reproductie en krijgen ze nakomelingen die zich vervolgens met succes kunnen voortplanten. Wetenschappers noemen dergelijke organismen leden van dezelfde biologische soort.

Soorten en het vermogen om zich voort te planten

Een soort is een groep individuele organismen die onderling kruisen en vruchtbare, levensvatbare nakomelingen voortbrengen. Volgens deze definitie wordt de ene soort van de andere onderscheiden wanneer het in de natuur niet mogelijk is voor paringen tussen individuen van elke soort om vruchtbare nakomelingen te produceren.

Leden van dezelfde soort delen zowel externe als interne kenmerken, die zich ontwikkelen vanuit hun DNA. Hoe hechter twee organismen met elkaar verbonden zijn, hoe meer DNA ze gemeen hebben, net als mensen en hun families. Het DNA van mensen lijkt waarschijnlijk meer op het DNA van hun vader of moeder dan op het DNA van hun neef of grootouder. Organismen van dezelfde soort hebben het hoogste niveau van DNA-uitlijning en delen daarom kenmerken en gedragingen die leiden tot succesvolle reproductie.

Het uiterlijk van soorten kan misleidend zijn door te suggereren dat ze wel of niet kunnen paren. Hoewel bijvoorbeeld gedomesticeerde honden (Canis lupus familiaris) fenotypische verschillen vertonen, zoals grootte, bouw en vacht, kunnen de meeste honden kruisen en levensvatbare puppy's voortbrengen die volwassen kunnen worden en zich seksueel kunnen voortplanten (Figuur (PageIndex{1})).

In andere gevallen kunnen individuen op elkaar lijken, hoewel ze geen lid zijn van dezelfde soort. Bijvoorbeeld, hoewel Amerikaanse zeearenden (Haliaeetus leucocephalus) en Afrikaanse visarenden (Haliaeetus vocifer) zijn zowel vogels als adelaars, elk behoort tot een aparte soortgroep (Figuur (PageIndex{2})). Als mensen kunstmatig zouden ingrijpen en het ei van een Amerikaanse zeearend zouden bevruchten met het sperma van een Afrikaanse zeearend en er kwam een ​​kuiken uit, dan zou dat nageslacht, een hybride genaamd (een kruising tussen twee soorten), waarschijnlijk onvruchtbaar zijn - niet in staat om met succes reproduceren nadat het volwassen is geworden. Verschillende soorten kunnen verschillende genen hebben die actief zijn in ontwikkeling; daarom is het misschien niet mogelijk om een ​​levensvatbaar nageslacht te ontwikkelen met twee verschillende sets van richtingen. Dus, hoewel hybridisatie kan plaatsvinden, blijven de twee soorten nog steeds gescheiden.

Populaties van soorten delen een genenpool: een verzameling van alle varianten van genen in de soort. Nogmaals, de basis voor elke verandering in een groep of populatie van organismen moet genetisch zijn, want dit is de enige manier om eigenschappen te delen en door te geven. Wanneer er variaties optreden binnen een soort, kunnen ze alleen langs twee hoofdwegen aan de volgende generatie worden doorgegeven: ongeslachtelijke voortplanting of seksuele voortplanting. De verandering wordt ongeslachtelijk doorgegeven als de zich voortplantende cel de veranderde eigenschap bezit. Om de veranderde eigenschap door seksuele reproductie door te geven, moet een gameet, zoals een sperma- of eicel, de veranderde eigenschap bezitten. Met andere woorden, seksueel voortplantende organismen kunnen verschillende genetische veranderingen in hun lichaamscellen ondergaan, maar als deze veranderingen niet plaatsvinden in een sperma- of eicel, zal de veranderde eigenschap nooit de volgende generatie bereiken. Alleen erfelijke eigenschappen kunnen evolueren. Daarom speelt reproductie een cruciale rol om genetische verandering wortel te laten schieten in een populatie of soort. Kortom, organismen moeten zich met elkaar kunnen voortplanten om nieuwe eigenschappen aan nakomelingen door te geven.

Soortvorming

De biologische definitie van soorten, die werkt voor seksueel voortplantende organismen, is een groep van daadwerkelijk of potentieel kruisende individuen. Er zijn uitzonderingen op deze regel. Veel soorten lijken voldoende op elkaar dat hybride nakomelingen mogelijk zijn en vaak in de natuur voorkomen, maar voor de meeste soorten geldt deze regel over het algemeen. In feite suggereert de aanwezigheid in de natuur van hybriden tussen vergelijkbare soorten dat ze mogelijk afstammen van een enkele kruisingssoort, en het soortvormingsproces is mogelijk nog niet voltooid.

Gezien de buitengewone diversiteit van het leven op de planeet moeten er mechanismen zijn voor soortvorming: de vorming van twee soorten uit één oorspronkelijke soort. Darwin zag dit proces als een vertakkingsgebeurtenis en schetste het proces in de enige illustratie die te vinden is in Op de Oorsprong der soorten (Figuur (PageIndex{3})a). Vergelijk deze illustratie met het diagram van de evolutie van olifanten (Figuur (PageIndex{3})b), waaruit blijkt dat als een soort in de loop van de tijd verandert, deze vertakt om meer dan één nieuwe soort te vormen, herhaaldelijk, zolang de populatie overleeft of totdat het organisme uitsterft.

Om soortvorming te laten plaatsvinden, moeten twee nieuwe populaties worden gevormd uit één oorspronkelijke populatie en ze moeten zo evolueren dat het onmogelijk wordt voor individuen uit de twee nieuwe populaties om te kruisen. Biologen hebben mechanismen voorgesteld waardoor dit zou kunnen gebeuren die in twee brede categorieën vallen. Allopatrische soortvorming (allo- = "andere"; -patric = "thuisland") omvat geografische scheiding van populaties van een oudersoort en daaropvolgende evolutie. Sympatrische soortvorming (sym- = "hetzelfde"; -patric = "thuisland") houdt in dat soortvorming plaatsvindt binnen een oudersoort die op één locatie blijft.

Biologen beschouwen soortvorming als het splitsen van een voorouderlijke soort in twee afstammelingen. Er is geen reden waarom er niet meer dan twee soorten tegelijk worden gevormd, behalve dat het minder waarschijnlijk is en dat meerdere gebeurtenissen kunnen worden geconceptualiseerd als enkele splitsingen die dichtbij in de tijd plaatsvinden.

Allopatrische soortvorming

Een geografisch continue populatie heeft een genenpool die relatief homogeen is. Genenstroom, de beweging van allelen over het verspreidingsgebied van de soort, is relatief vrij omdat individuen kunnen bewegen en vervolgens kunnen paren met individuen op hun nieuwe locatie. De frequentie van een allel aan het ene uiteinde van een distributie zal dus vergelijkbaar zijn met de frequentie van het allel aan het andere uiteinde. Wanneer populaties geografisch discontinu worden, wordt die vrije stroom van allelen voorkomen. Wanneer die scheiding enige tijd aanhoudt, kunnen de twee populaties langs verschillende trajecten evolueren. Hun allelfrequenties op talrijke genetische loci worden dus geleidelijk meer en meer verschillend naarmate nieuwe allelen onafhankelijk ontstaan ​​door mutatie in elke populatie. Doorgaans zullen omgevingscondities, zoals klimaat, hulpbronnen, roofdieren en concurrenten voor de twee populaties verschillen, waardoor natuurlijke selectie uiteenlopende aanpassingen in elke groep bevordert.

Isolatie van populaties die leidt tot allopatrische soortvorming kan op verschillende manieren plaatsvinden: een rivier die een nieuwe tak vormt, erosie die een nieuwe vallei vormt, een groep organismen die naar een nieuwe locatie reist zonder in staat te zijn om terug te keren, of zaden die over de oceaan drijven om een eiland. De aard van de geografische scheiding die nodig is om populaties te isoleren, hangt volledig af van de biologie van het organisme en zijn verspreidingspotentieel. Als twee populaties vliegende insecten hun intrek zouden nemen in afzonderlijke nabijgelegen valleien, is de kans groot dat individuen van elke populatie heen en weer zouden vliegen en de genenstroom voortzetten. Als twee knaagdierpopulaties echter worden verdeeld door de vorming van een nieuw meer, zou voortzetting van de genenstroom onwaarschijnlijk zijn; daarom zou soortvorming waarschijnlijker zijn.

Biologen groeperen allopatrische processen in twee categorieën: verspreiding en plaatsvervangendheid. Verspreiding is wanneer een paar leden van een soort naar een nieuw geografisch gebied verhuizen, en vicariantie is wanneer een natuurlijke situatie ontstaat om organismen fysiek te verdelen.

Wetenschappers hebben talloze gevallen van allopatrische soortvorming gedocumenteerd. Langs de westkust van de Verenigde Staten bestaan ​​bijvoorbeeld twee afzonderlijke ondersoorten van gevlekte uilen. De noordelijke gevlekte uil heeft genetische en fenotypische verschillen met zijn naaste verwant: de Mexicaanse gevlekte uil, die in het zuiden leeft (Figuur (PageIndex{4})).

Bovendien hebben wetenschappers ontdekt dat hoe groter de afstand tussen twee groepen die ooit dezelfde soort waren, hoe groter de kans is dat er soortvorming plaatsvindt. Dit lijkt logisch, want naarmate de afstand groter wordt, zullen de verschillende omgevingsfactoren waarschijnlijk minder gemeen hebben dan locaties in de nabijheid. Denk aan de twee uilen: in het noorden is het klimaat koeler dan in het zuiden; de soorten organismen in elk ecosysteem verschillen, evenals hun gedrag en gewoonten; ook verschillen de jachtgewoonten en prooikeuzes van de zuidelijke uilen van de noordelijke uilen. Deze varianties kunnen leiden tot geëvolueerde verschillen in de uilen, en soortvorming zal waarschijnlijk optreden.

Adaptieve radiatie

In sommige gevallen verspreidt een populatie van één soort zich door een gebied en vindt elk een afzonderlijke niche of geïsoleerde habitat. In de loop van de tijd leiden de gevarieerde eisen van hun nieuwe levensstijl tot meerdere soortvormingsgebeurtenissen die afkomstig zijn van een enkele soort. Dit wordt adaptieve straling genoemd omdat veel aanpassingen vanuit één punt van oorsprong ontstaan; dus, waardoor de soort uitstraalt in verschillende nieuwe. Eilandarchipels zoals de Hawaiiaanse eilanden bieden een ideale context voor adaptieve stralingsgebeurtenissen omdat water elk eiland omringt, wat leidt tot geografische isolatie voor veel organismen. De Hawaiiaanse honingkruiper illustreert een voorbeeld van adaptieve straling. Van een enkele soort, de grondleggersoort genaamd, zijn talloze soorten geëvolueerd, waaronder de zes weergegeven in figuur (PageIndex{5}).

Let op de verschillen in de snavels van de soort in figuur (PageIndex{5}). Evolutie als reactie op natuurlijke selectie op basis van specifieke voedselbronnen in elke nieuwe habitat leidde tot evolutie van een andere snavel die geschikt was voor de specifieke voedselbron. De zaadetende vogel heeft een dikkere, sterkere snavel die geschikt is om harde noten te breken. De nectaretende vogels hebben lange snavels om in bloemen te dopen om de nectar te bereiken. De insectenetende vogels hebben snavels als zwaarden, geschikt voor het steken en spietsen van insecten. Darwinvinken zijn een ander voorbeeld van adaptieve straling in een archipel.

Link naar leren

Klik door deze interactieve site om te zien hoe eilandvogels in evolutionaire stappen evolueerden van 5 miljoen jaar geleden tot vandaag.

Sympatrische soortvorming

Kan er divergentie optreden als er geen fysieke barrières zijn om individuen te scheiden die in dezelfde habitat blijven leven en zich voortplanten? Het antwoord is ja. Het proces van soortvorming binnen dezelfde ruimte heet sympatrische soortvorming; het voorvoegsel "sym" betekent hetzelfde, dus "sympatrisch" betekent "hetzelfde thuisland" in tegenstelling tot "allopatrisch" dat "ander thuisland" betekent. Een aantal mechanismen voor sympatrische soortvorming zijn voorgesteld en bestudeerd.

Een vorm van sympatrische soortvorming kan beginnen met een ernstige chromosomale fout tijdens de celdeling. Bij een normale celdelingsgebeurtenis repliceren, paren en scheiden chromosomen, zodat elke nieuwe cel hetzelfde aantal chromosomen heeft. Soms scheiden de paren zich echter en heeft het eindproduct van de cel te veel of te weinig individuele chromosomen in een aandoening die aneuploïdie (Figuur (PageIndex{6})).

Kunstverbinding

Wat overleeft het meest, nakomelingen met 2n+1 chromosomen of nakomelingen met 2n-1 chromosomen?

Polyploïdie is een aandoening waarbij een cel of organisme een extra set of sets chromosomen heeft. Wetenschappers hebben twee hoofdtypen polyploïdie geïdentificeerd die kunnen leiden tot reproductieve isolatie van een persoon in de polyploïdiestaat. Reproductieve isolatie is het onvermogen om te kruisen. In sommige gevallen heeft een polyploïde persoon twee of meer complete sets chromosomen van zijn eigen soort in een toestand die autopolyploïdie wordt genoemd (Figuur (PageIndex{7})). Het voorvoegsel "auto-" betekent "zelf", dus de term betekent meerdere chromosomen van de eigen soort. Polyploïdie is het gevolg van een fout in meiose waarbij alle chromosomen naar één cel gaan in plaats van te scheiden.

Als bijvoorbeeld een plantensoort met 2N = 6 produceert autopolyploïde gameten die ook diploïde zijn (2N = 6, wanneer ze zouden moeten zijn N = 3), hebben de gameten nu twee keer zoveel chromosomen als ze zouden moeten hebben. Deze nieuwe gameten zullen onverenigbaar zijn met de normale gameten die door deze plantensoort worden geproduceerd. Ze kunnen echter ofwel zichzelf bestuiven of zich voortplanten met andere autopolyploïde planten met gameten met hetzelfde diploïde aantal. Op deze manier kan sympatrische soortvorming snel plaatsvinden door nakomelingen te vormen met 4N een tetraploïde genoemd. Deze individuen zouden zich onmiddellijk alleen kunnen voortplanten met die van deze nieuwe soort en niet met die van de voorouderlijke soort.

De andere vorm van polyploïdie treedt op wanneer individuen van twee verschillende soorten zich voortplanten om een ​​levensvatbaar nageslacht te vormen dat een allopolyploïde wordt genoemd. Het voorvoegsel "allo-" betekent "andere" (herinnering aan allopatrische): daarom ontstaat een allopolyploïde wanneer gameten van twee verschillende soorten samenkomen. Figuur (PageIndex{8}) illustreert een mogelijke manier waarop een allopolyploïde kan worden gevormd. Merk op hoe het twee generaties duurt, of twee reproductieve handelingen, voordat de levensvatbare vruchtbare hybride resultaten oplevert.

De gecultiveerde vormen van tarwe-, katoen- en tabaksplanten zijn allemaal allopolyploïden. Hoewel polyploïdie af en toe bij dieren voorkomt, komt het het meest voor bij planten. (Dieren met een van de soorten chromosomale afwijkingen die hier worden beschreven, zullen waarschijnlijk niet overleven en normale nakomelingen produceren.) Wetenschappers hebben ontdekt dat meer dan de helft van alle bestudeerde plantensoorten terug te voeren zijn op een soort die is geëvolueerd door polyploïdie. Met zo'n hoge mate van polyploïdie in planten, veronderstellen sommige wetenschappers dat dit mechanisme meer plaatsvindt als een aanpassing dan als een fout.

Reproductieve isolatie

Als er voldoende tijd is, zal de genetische en fenotypische divergentie tussen populaties van invloed zijn op karakters die de voortplanting beïnvloeden: als individuen van de twee populaties bij elkaar zouden worden gebracht, zou paring minder waarschijnlijk zijn, maar als paring zou plaatsvinden, zouden nakomelingen niet-levensvatbaar of onvruchtbaar zijn. Veel soorten afwijkende karakters kunnen de reproductieve isolatie, het vermogen om te kruisen, van de twee populaties beïnvloeden.

Reproductieve isolatie kan op verschillende manieren plaatsvinden. Wetenschappers organiseren ze in twee groepen: prezygote barrières en postzygote barrières. Bedenk dat een zygote een bevruchte eicel is: de eerste cel van de ontwikkeling van een organisme dat zich seksueel voortplant. Daarom is een prezygote barrière een mechanisme dat de voortplanting blokkeert; dit omvat barrières die bevruchting voorkomen wanneer organismen reproductie proberen. Een postzygote barrière treedt op na zygote vorming; dit omvat organismen die het embryonale stadium niet overleven en degenen die steriel worden geboren.

Sommige soorten prezygote barrières verhinderen de voortplanting volledig. Veel organismen planten zich alleen in bepaalde tijden van het jaar voort, vaak slechts jaarlijks. Verschillen in fokschema's, tijdelijke isolatie genoemd, kunnen fungeren als een vorm van reproductieve isolatie. Er leven bijvoorbeeld twee soorten kikkers in hetzelfde gebied, maar de ene plant zich voort van januari tot maart, terwijl de andere zich van maart tot mei voortplant (Figuur (PageIndex{9})).

In sommige gevallen verhuizen populaties van een soort of worden ze verplaatst naar een nieuwe habitat en vestigen ze zich op een plaats die niet langer overlapt met de andere populaties van dezelfde soort. Deze situatie wordt habitatisolatie genoemd. Voortplanting met de oudersoort stopt en er bestaat een nieuwe groep die nu reproductief en genetisch onafhankelijk is. Zo kon een krekelpopulatie die na een overstroming was verdeeld, niet meer met elkaar omgaan. Na verloop van tijd zullen de krachten van natuurlijke selectie, mutatie en genetische drift waarschijnlijk resulteren in de divergentie van de twee groepen (Figuur (PageIndex{10})).

Gedragsisolatie treedt op wanneer de aan- of afwezigheid van een bepaald gedrag verhindert dat reproductie plaatsvindt. Mannelijke vuurvliegjes gebruiken bijvoorbeeld specifieke lichtpatronen om vrouwtjes aan te trekken. Verschillende soorten vuurvliegjes tonen hun lichten anders. Als een mannetje van de ene soort het vrouwtje van een andere soort zou proberen aan te trekken, zou ze het lichtpatroon niet herkennen en niet paren met het mannetje.

Andere prezygote barrières werken wanneer verschillen in hun gametencellen (eieren en sperma) bevruchting verhinderen; dit wordt een gametische barrière genoemd. Evenzo proberen in sommige gevallen nauw verwante organismen te paren, maar hun voortplantingsstructuren passen gewoon niet bij elkaar. Mannetjes waterjuffers van verschillende soorten hebben bijvoorbeeld verschillend gevormde voortplantingsorganen. Als de ene soort probeert te paren met het vrouwtje van een andere, passen hun lichaamsdelen gewoon niet bij elkaar (Figuur (PageIndex{11})).

In planten voorkomen bepaalde structuren die gericht zijn op het aantrekken van één type bestuiver tegelijkertijd dat een andere bestuiver toegang krijgt tot het stuifmeel. De tunnel waardoor een dier bij de nectar moet, kan sterk variëren in lengte en diameter, waardoor kruisbestuiving van de plant met een andere soort niet mogelijk is (Figuur (PageIndex{12})).

Wanneer bevruchting plaatsvindt en een zygote wordt gevormd, kunnen postzygote barrières reproductie voorkomen. Hybride individuen kunnen zich in veel gevallen niet normaal vormen in de baarmoeder en overleven eenvoudigweg niet voorbij de embryonale stadia. Dit wordt hybride onleefbaarheid genoemd omdat de hybride organismen eenvoudigweg niet levensvatbaar zijn. In een andere postzygote situatie leidt reproductie tot de geboorte en groei van een hybride die steriel is en niet in staat is om zelf nakomelingen te reproduceren; dit wordt hybride steriliteit genoemd.

Habitat-invloed op soortvorming

Sympatrische soortvorming kan ook plaatsvinden op andere manieren dan polyploïdie. Denk bijvoorbeeld aan een vissoort die in een meer leeft. Naarmate de bevolking groeit, neemt ook de concurrentie om voedsel toe. Stel dat een groep van deze vissen, onder druk om voedsel te vinden, de genetische flexibiliteit had om een ​​andere hulpbron te ontdekken en te voeden die door de andere vissen niet werd gebruikt. Wat als deze nieuwe voedselbron op een andere diepte van het meer zou worden gevonden? Na verloop van tijd zouden degenen die zich voeden met de tweede voedselbron meer met elkaar omgaan dan met de andere vissen; daarom zouden ze ook samen fokken. Nakomelingen van deze vissen zouden zich waarschijnlijk als hun ouders gedragen: ze voeden zich en leven in hetzelfde gebied en blijven gescheiden van de oorspronkelijke populatie. Als deze groep vissen gescheiden zou blijven van de eerste populatie, zou uiteindelijk sympatrische soortvorming kunnen optreden naarmate er meer genetische verschillen tussen hen ophoopten.

Dit scenario speelt zich af in de natuur, net als andere die leiden tot reproductieve isolatie. Een van die plaatsen is het Victoriameer in Afrika, beroemd om zijn sympatrische soortvorming van cichlidenvissen. Onderzoekers hebben honderden sympatrische soortvormingsgebeurtenissen bij deze vissen gevonden, die niet alleen in grote aantallen, maar ook in een korte periode hebben plaatsgevonden. Figuur (PageIndex{13}) toont dit soort soortvorming bij een cichlide vispopulatie in Nicaragua. In deze omgeving leven twee soorten cichliden op dezelfde geografische locatie, maar hebben verschillende morfologieën gekregen waardoor ze verschillende voedselbronnen kunnen eten.

Samenvatting

Soortvorming vindt plaats langs twee hoofdwegen: geografische scheiding (allopatrische soortvorming) en via mechanismen die plaatsvinden binnen een gedeelde habitat (sympatrische soortvorming). Beide routes isoleren een populatie reproductief in een of andere vorm. Mechanismen van reproductieve isolatie fungeren als barrières tussen nauw verwante soorten, waardoor ze kunnen divergeren en als genetisch onafhankelijke soorten kunnen bestaan. Prezygote barrières blokkeren de reproductie voorafgaand aan de vorming van een zygote, terwijl postzygote barrières de reproductie blokkeren nadat de bevruchting heeft plaatsgevonden. Om een ​​nieuwe soort te ontwikkelen, moet iets een bres in de reproductieve barrières veroorzaken. Sympatrische soortvorming kan optreden door fouten in meiose die gameten vormen met extra chromosomen (polyploïdie). Autopolyploïdie komt voor binnen een enkele soort, terwijl allopolyploïdie optreedt tussen nauw verwante soorten.

Kunstverbindingen

[link] Wat het meest waarschijnlijk zal overleven, nakomelingen met 2N+1 chromosomen of nakomelingen met 2N-1 chromosomen?

[link] Verlies van genetisch materiaal is bijna altijd dodelijk, dus nakomelingen met 2N+1-chromosomen hebben meer kans om te overleven.

Beoordelingsvragen

Welke situatie zou het meest waarschijnlijk leiden tot allopatrische soortvorming?

  1. overstroming veroorzaakt de vorming van een nieuw meer.
  2. Een storm zorgt ervoor dat verschillende grote bomen omvallen.
  3. Een mutatie zorgt ervoor dat een nieuwe eigenschap zich ontwikkelt.
  4. Een verwonding zorgt ervoor dat een organisme op zoek gaat naar een nieuwe voedselbron.

EEN

Wat is het belangrijkste verschil tussen verspreiding en vicariantie?

  1. De ene leidt tot allopatrische soortvorming, terwijl de andere leidt tot sympatrische soortvorming.
  2. De ene heeft betrekking op de beweging van het organisme en de andere op een verandering in de omgeving.
  3. De ene hangt af van een genetische mutatie die optreedt, en de andere niet.
  4. Bij de ene zijn nauw verwante organismen betrokken en bij de andere alleen individuen van dezelfde soort.

B

Welke variabele vergroot de kans dat allopatrische soortvorming sneller plaatsvindt?

  1. lagere mutatiesnelheid
  2. grotere afstand tussen verdeelde groepen
  3. verhoogde gevallen van hybride vorming
  4. equivalent aantal individuen in elke populatie

B

Wat is het belangrijkste verschil tussen autopolyploïde en allopolyploïde?

  1. het aantal chromosomen
  2. de functionaliteit van de chromosomen
  3. de bron van de extra chromosomen
  4. het aantal mutaties in de extra chromosomen

C

Welke reproductieve combinatie produceert hybriden?

  1. wanneer individuen van dezelfde soort in verschillende geografische gebieden zich voortplanten
  2. wanneer twee individuen die dezelfde habitat delen zich voortplanten
  3. wanneer leden van nauw verwante soorten zich voortplanten
  4. wanneer nakomelingen van dezelfde ouders zich voortplanten

C

Welke voorwaarde is de basis voor een soort om reproductief geïsoleerd te worden van andere leden?

  1. Het deelt zijn leefgebied niet met verwante soorten.
  2. Het bestaat niet uit een enkele habitat.
  3. Het wisselt geen genetische informatie uit met andere soorten.
  4. Het ondergaat gedurende een aanzienlijke periode geen evolutionaire veranderingen.

C

Welke situatie is? niet een voorbeeld van een prezygote barrière?

  1. Twee soorten schildpadden broeden op verschillende tijdstippen van het jaar.
  2. Twee soorten bloemen trekken verschillende bestuivers aan.
  3. Twee soorten vogels vertonen verschillende paringsdansen.
  4. Twee soorten insecten produceren onvruchtbare nakomelingen.

NS

Gratis antwoord

Waarom bieden eilandketens ideale omstandigheden voor het optreden van adaptieve straling?

Organismen van één soort kunnen samen op een eiland aankomen en zich vervolgens door de keten verspreiden, waarbij elk zich in verschillende niches nestelt en verschillende voedselbronnen exploiteert om de concurrentie te verminderen.

Twee vissoorten hadden onlangs sympatrische soortvorming ondergaan. De mannetjes van elke soort hadden een andere kleur waardoor de vrouwtjes een partner van haar eigen soort konden identificeren en kiezen. Na enige tijd maakte de vervuiling het meer zo troebel dat het voor vrouwen moeilijk was om kleuren te onderscheiden. Wat zou er in deze situatie kunnen gebeuren?

Het is waarschijnlijk dat de twee soorten zich met elkaar gaan voortplanten. Afhankelijk van de levensvatbaarheid van hun nakomelingen, kunnen ze samensmelten tot één soort.

Waarom kunnen polyploïdie individuen vrij snel tot soortvorming leiden?

De vorming van gameten met nieuwe N getallen kunnen in één generatie voorkomen. Na een paar generaties kunnen er genoeg van deze nieuwe hybriden worden gevormd om zich samen als een nieuwe soort voort te planten.

Woordenlijst

adaptieve radiatie
soortvorming wanneer een soort uitstraalt om meerdere andere soorten te vormen
allopatrische soortvorming
soortvorming die plaatsvindt via geografische scheiding
allopolyploïde
polyploïdie gevormd tussen twee verwante, maar afzonderlijke soorten
aneuploïdie
toestand van een cel met een extra chromosoom of het missen van een chromosoom voor zijn soort
autopolyploïde
polyploïdie gevormd binnen een enkele soort
gedragsisolatie
type reproductieve isolatie dat optreedt wanneer een specifiek gedrag of het ontbreken daarvan verhindert dat reproductie plaatsvindt
verspreiding
allopatrische soortvorming die optreedt wanneer een paar leden van een soort naar een nieuw geografisch gebied verhuizen
gametische barrière
prezygote barrière die optreedt wanneer nauw verwante individuen van verschillende soorten paren, maar verschillen in hun gameetcellen (eieren en sperma) voorkomen dat bevruchting plaatsvindt
isolatie van leefgebieden
reproductieve isolatie die ontstaat wanneer populaties van een soort verhuizen of worden verplaatst naar een nieuwe habitat, en zich vestigen op een plaats die niet langer overlapt met de andere populaties van dezelfde soort
hybride
nakomelingen van twee nauw verwante individuen, niet van dezelfde soort
postzygote barrière
reproductief isolatiemechanisme dat optreedt na zygotevorming
prezygote barrière
reproductief isolatiemechanisme dat optreedt vóór de vorming van zygoten
reproductieve isolatie
situatie die optreedt wanneer een soort reproductief onafhankelijk is van andere soorten; dit kan worden veroorzaakt door gedrag, locatie of reproductieve barrières
soortvorming
vorming van een nieuwe soort
soort
groep populaties die zich voortplanten en vruchtbare nakomelingen voortbrengen
sympatrische soortvorming
soortvorming die plaatsvindt in dezelfde geografische ruimte
tijdelijke isolatie
verschillen in fokschema's die kunnen fungeren als een vorm van prezygote barrière die leidt tot reproductieve isolatie
plaatsvervangend
allopatrische soortvorming die optreedt wanneer iets in de omgeving organismen van dezelfde soort in afzonderlijke groepen scheidt

Sympatrische soortvorming

Kan er divergentie optreden als er geen fysieke barrières zijn om individuen te scheiden die in dezelfde habitat blijven leven en zich voortplanten? Het antwoord is ja. Het proces van soortvorming binnen dezelfde ruimte wordt sympatrische soortvorming genoemd. Het voorvoegsel "sym" betekent hetzelfde, dus "sympatrisch" betekent "hetzelfde thuisland" in tegenstelling tot "allopatrisch" dat "ander thuisland" betekent. Een aantal mechanismen voor sympatrische soortvorming zijn voorgesteld en bestudeerd.

Een vorm van sympatrische soortvorming kan beginnen met een ernstige chromosomale fout tijdens de celdeling. Bij een normale celdelingsgebeurtenis repliceren, paren en scheiden chromosomen, zodat elke nieuwe cel hetzelfde aantal chromosomen heeft. Soms scheiden de paren zich echter en heeft het eindproduct van de cel te veel of te weinig individuele chromosomen in een aandoening die aneuploïdie (Figuur).


Habitat-invloed op soortvorming

Sympatrische soortvorming kan ook plaatsvinden op andere manieren dan polyploïdie. Denk bijvoorbeeld aan een vissoort die in een meer leeft. Naarmate de bevolking groeit, neemt ook de concurrentie om voedsel toe. Stel dat een groep van deze vissen, onder druk om voedsel te vinden, de genetische flexibiliteit had om een ​​andere hulpbron te ontdekken en te voeden die door de andere vissen niet werd gebruikt. Wat als deze nieuwe voedselbron op een andere diepte van het meer zou worden gevonden? Na verloop van tijd zouden degenen die zich voeden met de tweede voedselbron meer met elkaar omgaan dan met de andere vissen, daarom zouden ze ook samen broeden. Nakomelingen van deze vissen zouden zich waarschijnlijk als hun ouders gedragen: ze voeden zich en leven in hetzelfde gebied en blijven gescheiden van de oorspronkelijke populatie. Als deze groep vissen gescheiden zou blijven van de eerste populatie, zou uiteindelijk sympatrische soortvorming kunnen optreden naarmate er meer genetische verschillen tussen hen ophoopten.

Dit scenario speelt zich af in de natuur, net als andere die leiden tot reproductieve isolatie. Een van die plaatsen is het Victoriameer in Afrika, beroemd om zijn sympatrische soortvorming van cichlidenvissen. Onderzoekers hebben honderden sympatrische soortvormingsgebeurtenissen bij deze vissen gevonden, die niet alleen in grote aantallen, maar ook in een korte periode hebben plaatsgevonden. Figuur toont dit soort soortvorming onder een cichlide vispopulatie in Nicaragua. In deze omgeving leven twee soorten cichliden op dezelfde geografische locatie, maar hebben verschillende morfologieën gekregen waardoor ze verschillende voedselbronnen kunnen eten.

Cichlidenvissen uit Lake Apoyeque, Nicaragua, vertonen tekenen van sympatrische soortvorming. Lake Apoyeque, een kratermeer, is 1800 jaar oud, maar genetisch bewijs geeft aan dat het meer slechts 100 jaar geleden werd bevolkt door een enkele populatie cichliden. Niettemin bestaan ​​er nu twee populaties met verschillende morfologieën en diëten in het meer, en wetenschappers denken dat deze populaties zich in een vroeg stadium van soortvorming bevinden.


Deel 1

Cletus P. Kurtzman, . Teun Boekhout , in The Yeasts (vijfde editie), 2011

2.1 Beschrijving van nieuwe taxa

2.1.1 Soorten

Publicatie van nieuwe soorten moet een beschrijving van essentiële kenmerken bevatten, evenals een diagnose die het taxon onderscheidt van eerder beschreven soorten. Sinds 1 januari 1935 moet de beschrijving en/of diagnose in het Latijn worden gegeven. Het niet voldoen aan deze eis resulteert in een ongeldig beschreven soort genaamd a nomen invalidum (naam inval.). EEN nomen invalidum komt ook tot stand als publicatie niet in een erkend wetenschappelijk tijdschrift is, bijvoorbeeld in een octrooi of een vakblad. Als de nieuwe soort wordt aangewezen zonder een beschrijving of diagnose, is deze ongeldig en wordt deze een nomen nudum (naam naakt.). Namen van taxa moeten in het Latijn worden vermeld of zodanig worden gewijzigd dat ze voldoen aan de regels van de Latijnse afleiding, inclusief passende geslachtsaanduidingen. Als een naam onjuist is gemaakt, kan deze worden behandeld als een "orthografische fout" en worden gecorrigeerd. Een voorbeeld is: Pichia membranifaciens waarvoor de 1888 spelling “membranaefaciens" Is verbeterd. De naam van de autoriteit verandert niet door de spellingcorrectie. Andere vereisten voor geldige publicatie zijn onder meer deponering van typemateriaal in een publiek toegankelijk herbarium. Dit materiaal moet een origineel exemplaar van het organisme zijn, en het moet dood en gedroogd zijn. De 1994-code (Greuter et al. 1994) veranderde de vereisten om gevriesdroogde specimens als geldig typemateriaal (holotype) toe te staan ​​en dat levende culturen die zijn afgeleid van het gevriesdroogde materiaal worden beschouwd ex typfout, d.w.z. van het type. Het lijkt erop dat zodra het oorspronkelijke materiaal is uitgeput, er geen typemateriaal meer beschikbaar is. Een mogelijke oplossing voor dit probleem zou zijn om nieuw materiaal te vriesdrogen en het aan te merken als een neotype, een conventie die is toegestaan ​​wanneer het oorspronkelijke typemateriaal verloren gaat of vernietigd wordt en de soort op een andere manier kan worden herkend. Deze discussie leidt tot de erkenning dat een meerderheid van de momenteel geaccepteerde gistsoorten technisch ongeldig is omdat legitiem typemateriaal niet bewaard is gebleven. Een deel van de momenteel gelyofiliseerde voorraden van het holotype die in kweekcollecties worden bewaard, moet van distributie worden onthouden en als type worden aangemerkt. Bijgevolg kan de aanduiding van "Type-stam" die voor elke kweekbare soort die in dit boek wordt beschreven, op zijn best een ex-type vertegenwoordigen. De 1994 Code erkende de noodzaak van levende culturen in de praktijk van moderne taxonomie en vermeldde in Aanbeveling 8B.1:

“Waar mogelijk moet een levende cultuur worden bereid uit het holotype materiaal van de naam van een nieuw beschreven taxon van schimmels of algen en gedeponeerd in ten minste twee institutionele cultuur- of genetische bronnencollecties. (Een dergelijke actie ondervangt niet de vereiste van een holotypespecimen onder Art 8.2).”

De code van 1994 stelt verder in Aanbeveling 8B.2:

“In gevallen waarin het nomenclatuurtype een cultuur is die permanent in een metabolisch inactieve staat wordt bewaard (zie Art. 8 Ex. 1), moeten alle levende isolaten die daaruit zijn verkregen worden aangeduid als ‘ex-type’ (ex typfout), ‘ex-holotype’ (ex holotypfout), ‘ex-isotype’ (ex isotypie), enz., om duidelijk te maken dat ze zijn afgeleid van het type, maar zelf niet het nomenclatuurlijke type zijn.”

Uit deze aanbevelingen blijkt duidelijk dat de Code wetenschappelijke samenwerking en communicatie sterk aanmoedigt door het actief delen van gepubliceerde taxonomische specimens. Een lijst van veelgebruikte gistcultuurcollecties wordt gegeven in hoofdstuk 7 .

Uit gensequentievergelijkingen worden stammen die nieuwe soorten vertegenwoordigen gewoonlijk gemakkelijk herkend (Hoofdstuk 10). Niettemin zouden sommigen pleiten tegen de beschrijving van een nieuwe soort op basis van een enkele stam. Het argument is dat een enkele stam niet de genetische variatie weerspiegelt die in een soort kan worden gevonden, en dat er weinig geleerd kan worden over de ecologie van een soort als er maar één enkele stam beschikbaar is. Bijna een derde van de beschreven gistsoorten is echter gebaseerd op een enkele stam. Als deze soorten niet waren beschreven, zou er veel minder bekend zijn over de fylogenetische diversiteit van de gisten. Vanuit het perspectief van het begrijpen van de diversiteit tussen de gisten, moet de beschrijving van soorten met een enkele stam worden ondersteund, hoewel beschrijvingen op basis van meerdere stammen de voorkeur hebben. Verder wordt aanbevolen dat de beschrijving gebaseerd is op multigenanalyse om de mogelijkheid te verkleinen dat de stam een ​​hybride van bekende soorten vertegenwoordigt.

2.1.2 Geslachten, families, bestellingen

De regels voor het beschrijven van nieuwe geslachten, families en orden zijn vergelijkbaar met die voor het beschrijven van nieuwe soorten. De taxa moet gebaseerd zijn op een geldig beschreven soort en voorzien zijn van een Latijnse omschrijving en diagnose. De prioriteitsregels worden hieronder kort beschreven, maar één uitzondering is dat bestellingen zijn vrijgesteld van prioriteitsgebruik.


DMCA-klacht

Als u van mening bent dat inhoud die beschikbaar is via de Website (zoals gedefinieerd in onze Servicevoorwaarden) een of meer van uw auteursrechten schendt, dient u ons hiervan op de hoogte te stellen door middel van een schriftelijke kennisgeving (“Inbreukmelding”) met de hieronder beschreven informatie aan de aangewezen onderstaande makelaar. Als Varsity Tutors actie onderneemt als reactie op een Kennisgeving van Inbreuk, zal het te goeder trouw proberen contact op te nemen met de partij die dergelijke inhoud beschikbaar heeft gesteld door middel van het meest recente e-mailadres, indien aanwezig, dat door een dergelijke partij aan Varsity Tutors is verstrekt.

Uw kennisgeving van inbreuk kan worden doorgestuurd naar de partij die de inhoud beschikbaar heeft gesteld of naar derden zoals ChillingEffects.org.

Houd er rekening mee dat u aansprakelijk bent voor schade (inclusief kosten en advocatenhonoraria) als u een materiële verkeerde voorstelling van zaken geeft dat een product of activiteit inbreuk maakt op uw auteursrechten. Als u er dus niet zeker van bent dat inhoud die zich op de Website bevindt of waarnaar wordt gelinkt door uw auteursrecht schendt, moet u overwegen eerst contact op te nemen met een advocaat.

Volg deze stappen om een ​​melding in te dienen:

U moet het volgende opnemen:

Een fysieke of elektronische handtekening van de eigenaar van het auteursrecht of een persoon die gemachtigd is om namens hen op te treden Een identificatie van het auteursrecht waarvan wordt beweerd dat het is geschonden Een beschrijving van de aard en exacte locatie van de inhoud waarvan u beweert dat het inbreuk maakt op uw auteursrecht, in voldoende detail om Varsity Tutors in staat te stellen die inhoud te vinden en positief te identificeren, we hebben bijvoorbeeld een link nodig naar de specifieke vraag (niet alleen de naam van de vraag) die de inhoud bevat en een beschrijving van welk specifiek deel van de vraag - een afbeelding, een link, de tekst, enz. - uw klacht verwijst naar uw naam, adres, telefoonnummer en e-mailadres en een verklaring van u: (a) dat u te goeder trouw gelooft dat het gebruik van de inhoud waarvan u beweert dat deze inbreuk maakt op uw auteursrecht, is niet door de wet is geautoriseerd, of door de eigenaar van het auteursrecht of de vertegenwoordiger van een dergelijke eigenaar (b) dat alle informatie in uw kennisgeving van inbreuk juist is, en (c) op straffe van meineed, dat u ofwel de eigenaar van het auteursrecht of een persoon die gemachtigd is om namens hen op te treden.

Stuur uw klacht naar onze aangewezen agent op:

Charles Cohn Varsity Tutors LLC
101 S. Hanley Rd, Suite 300
St. Louis, MO 63105


Polyploïdie en evolutie van soorten

De polyploïdie heeft een belangrijke rol gespeeld in de evolutie van nieuwe variëteiten en soorten in de natuur. Angiospermen en pteridophyten hebben zeer hoge aantallen polyploïde soorten in de natuur. Meer dan 35 procent angiospermen zijn polyploïden.

Volgens Manton (1950) vertonen varens van alle plantengroepen de hoogste mate van polyploïdie. Over het algemeen wordt opgemerkt dat met de toename van het aantal chromosomen het aanpassingsvermogen en de variabiliteit van soorten geleidelijk toenemen.

Veel mutaties in diploïden zijn schadelijk of fataal, maar bij polyploïden, waar een gen meer dan tweemaal vertegenwoordigd is, is de kans op het optreden van schadelijke effecten als gevolg van mutatie kleiner.

Autopolyploïdie heeft een beperkte bijdrage in de evolutie van plantensoorten. Sommige van onze huidige gewassen, veel voedergrassen en verschillende sierplanten zijn polyploïden.

Enkele van de autopolyploïde gewassen staan ​​vermeld in de volgende tabel 23.6:

Allopolyploïdie heeft een cruciale rol gespeeld in de evolutie van soorten. Een groot aantal gewassoorten lijkt te zijn geëvolueerd door allopolyploïdie. Dit blijkt uit het wijdverbreide voorkomen van allopolyploïden in verschillende plantensoorten en hun hoge aanpassingsvermogen in de natuur.

Geschat wordt dat ongeveer een derde van de bloeiende planten polyploïden zijn en een grote meerderheid van hen zijn allopolyploïden. Winge wees in 1917 voor het eerst op het belang van allopolyploïdie in de evolutie van soorten. Latere studies hebben deze bewering ondersteund.

Cytologische studies bij veel soorten hebben het mogelijk gemaakt om de evolutionaire geschiedenis van veel allopolyploïde soorten te traceren en hun diploïde oudersoorten zijn met enige mate van zekerheid geïdentificeerd. De ouderlijke diploïde soort van allopolyploïde is voornamelijk gebaseerd op de koppeling tussen de chromosomen van de diploïde soort en allopolyploïde soorten.

Wanneer de chromosomen van een diploïde soort paren met enkele van de chromosomen van de allopolyploïde soort, wordt de homologie tussen de chromosomen van twee soorten vastgesteld, wat suggereert dat de diploïde soort een van de oudersoorten van allopolyploïde soorten kan zijn.

Maar in sommige gevallen, als gevolg van aanzienlijke chromosoomdifferentiatie in diploïde en allopolyploïde soorten in de loop van de tijd, kan de paring tussen de chromosomen van de twee soorten sterk worden verminderd.

De identificatie van ouderlijke diploïde soorten kan ook worden gedaan door de vermoedelijke oudersoort te betrekken bij hybridisatie en een allopolyploïde te synthetiseren uit de interspecifieke hybride en vervolgens de synthetische allopolyploïde te vergelijken met natuurlijk voorkomende allopolyploïde. De synthetische allopolyploïde lijkt vaak op de natuurlijke allopolyploïde soort.

Dit is aangetoond in Brassica, waar een synthetisch allopolyploïde ontwikkeld uit de interspecifieke hybride van kruising B. oleracea (kool) x B campestris (koolzaad) zeer sterk leek op B. napus (raap). De gelijkenis tussen natuurlijke en synthetische allopolyploïden is echter niet in alle gevallen even groot.

De andere methoden voor het bepalen van de gelijkenis tussen de diploïde ouders en allopolyploïde soorten zijn biochemische technieken, zoals door elektroforetische analyse van hun eiwit- en enzympatronen en van chromosoombandpatronen.

Het is nu mogelijk om de waarschijnlijke methode van oorsprong te reconstrueren van bepaalde soorten die zijn ontstaan ​​door natuurlijke hybridisatie en polyploïdisatie. Er zijn veel gekweekte allopolyploïde soorten, zoals tarwe, tabak, katoen en Brassica, waarvan de mogelijke evolutionaire geschiedenis met grote zekerheid kan worden afgeleid.

Evolutie van broodtarwe:

De oorsprong van broodtarwe (Triticum aestivum) is het meest uitgebreid onderzocht. De gewone broodtarwe (T. aestivum) is een hexaploïde soort (2 n = 6x = 42) met drie verschillende reeksen genomen (AABBDD) die lijken te zijn bijgedragen door drie verschillende diploïde soorten (Sears, Kihara, Percival enz.) .

De tarwesoorten (Triticum) vallen in de volgende drie categorieën: diploïden, tetraploïden en hexaploïden (Tabel 23.7).

Algemeen wordt aangenomen dat het genoom A dat aanwezig is in diploïde tarwesoorten min of meer hetzelfde is als die aanwezig zijn in tetraploïde en hexaploïde tarwe en dat het genoom B van tetraploïde Emmertarwe ook min of meer vergelijkbaar is met genoom B dat wordt gevonden in hexaploïde tarwe.

Het paargedrag van chromosomen tijdens meiose in diploïde, tetraploïde en hexaploïde tarwe ondersteunt dit. De chromosoomparing in triploïde hybriden tussen diploïde en tetraploïde tarwe resulteert in 7 II (bivalenten) en 7 II (univalenten) associaties.

De pentaploïde hybriden (5n) die het resultaat zijn van een kruising tussen tetraploïde en hexaploïde tarwe, vertonen 14 II's en 7 Is. Hoewel deze feiten algemeen worden aanvaard door de meerderheid van cytogenetici, is er toch geen overeenstemming over het punt met betrekking tot de diploïde oudersoorten die de genomen A, B en D hebben bijgedragen aan hexaploïde tarwe.

Er is voorgesteld dat de bron van het A-genoom van gewone broodtarwe T. monococcum is, dat van het B-genoom Aegilops speltoides is en dat van het D-genoom Aegilops squarrosa is.

De mogelijke evolutionaire geschiedenis van hexaploïde tarwe is als volgt:

Het genoom D dat aanwezig is in broodtarwe zou afkomstig zijn van een gras Aegilops squarrosa (2n = 14) dat groeit in het gebied dat zich uitstrekt van Armenië tot Afghanistan. De verschillende tarwevariëteiten met hogere chromosoomaantallen zijn blijkbaar voortgekomen uit dit type en andere verwante grassen door hybridisatie gevolgd door chromosoomverdubbeling.

J. Percival is van mening dat broodtarwe (T. aestivum) is ontstaan ​​door kruising tussen Emmertarwe (2n = 28 chromosomen) en geitengras (In = 14). Experimentele resultaten zijn verkregen door E.S. Mc. Fadden, Sears (1948) en Kihara die de oorsprong van één type broodtarwe T. spelta definitief hebben vastgesteld.

Deze onderzoekers verdubbelden het aantal chromosomen van Emmertarwe en geitengras door behandeling met colchicine om diploïde gameten van deze twee plantensoorten te krijgen. Door deze twee met colchicine behandelde planten te kruisen vonden ze een vruchtbare hybride met 42 chromosomen (28 van Emmertarwe en 14 van geitengras).

De hybride leek op broodtarwe en kreeg de naam T. spelta. Deze onderzoeken toonden aan hoe een matig bruikbare tarwe en een nutteloos gras in de natuur werden gecombineerd om de meest waardevolle variëteit aan tarwe te produceren. De oorsprong van tarwe is nog steeds een kwestie van grote speculatie en is zelfs vandaag de dag erg verwarrend.

Evolutie van allopolyploïde soorten Brassica:

De soorten Brassica vertonen een goede mate van variatie in hun somatische chromosoomgetallen (Tabel 23.8).

De mogelijke oorsprong van verschillende polyploïde soorten van Brassica is geïllustreerd in de beroemde soortendriehoek voorgesteld door N.U. (1935) (Fig. 23.11). Volgens deze driehoek van NU'8217s hebben drie soorten B. nigra, B. campestris en B. oleracea het genoom bijgedragen voor verschillende amfidiploïde soorten en vertegenwoordigen ze de drie uiteinden van de driehoek.

De amphidiploïde soorten worden halverwege hun ouderlijke soorten gepresenteerd. B.juncea is een amphidiploïde uit een kruising B.nigra (n = 8) x B. campestris (n = 10) (fig. 23.12), B.napus (n = 19) is een amphidiploïde uit de kruising B.oleracea ( n=9) en B. campestris (n=n10) en B. carinata (n= 17) is amphidiploïde uit een kruising B.nigra (n= 8) x B.oleracea (n=9).

Het is experimenteel mogelijk geweest om synthetische vruchtbare amphidiploïden te krijgen volgens het bovenstaande schema die op natuurlijke amphidiploïden leken.

Evolutie van katoensoorten:

Het geslacht Gossypium wordt vertegenwoordigd door enkele wilde en enkele gecultiveerde soorten.

De chromosoomaantallen van sommige soorten zijn weergegeven in (Tabel 23.9):

G. hirsutum, G. barbadense en G.tomentosum (n = 26) lijken te zijn ontstaan ​​door natuurlijke hybridisatie tussen de diploïde soorten (n = 13) uit oude wereld of Aziatische katoen en nieuwe wereld of Amerikaanse katoen en daaropvolgende chromosoomverdubbeling van interspecifieke hybride.

Een mogelijke oorsprong van G. hirsutum is van het kruis G. arborium n = 13 (Aziatische katoen), x G. thurberi (n = 13) gevolgd door chromosoomverdubbeling van de hybride.

Evolutie van tabak:

Tabak (Nicotiana tabacum) (2n = 48) is waarschijnlijk een amphidiploïde uit een natuurlijke kruising N. sylvestris (2n = 24) x N. tomentosa (2n = 24). Dit blijkt uit het chromosoomgedrag tijdens meiose in de triploïde hybriden van de kruisingen N. tabacum x N. sylvestris en N. tabacum x N. tomentosa die 12 II's en 12 univalenten vormden tijdens profase I.

Dit duidt op overeenkomst tussen chromosomen van N. tabacum, N. sylvestris en N. tomentosa. Morfologisch zijn de amphidiploïden van de hybriden van kruisingen tussen N. sylvestris en N. tomentosa in veel opzichten vergelijkbaar met N. tabacum.

De soort N. tabacum heeft aanzienlijke differentiatie ondergaan als gevolg van genmutaties en modificatie (mogelijk als gevolg van verlies van enkele gedupliceerde segmenten) in genomen van de twee ouders.


Seksuele reproductie is belangrijk voor het bevorderen van variatie, want hoewel mutaties nieuwe genen of allelen vormen, vormt seksuele reproductie een nieuwe combinatie van allelen. Er zijn twee stadia in seksuele reproductie die variatie in een soort bevorderen. De eerste is tijdens meiose, waarbij een grote verscheidenheid aan genetisch verschillende gameten door elk individu wordt geproduceerd. De tweede fase is de bevruchting. Hier worden allelen van twee verschillende individuen samengebracht om één nieuw individu te vormen.

Individuen in een populatie verschillen van elkaar. Sommige individuen zullen kenmerken hebben waardoor ze goed aangepast zijn aan hun omgeving, terwijl anderen kenmerken zullen hebben waardoor ze minder aangepast zijn aan hun omgeving. De beter aangepaste individuen zijn degenen die meer kans hebben om te overleven en nakomelingen te produceren, terwijl de minder aangepaste individuen meer kans hebben om te sterven. Dit wordt natuurlijke selectie genoemd. Natuurlijke selectie zorgt ervoor dat de beter aangepaste individuen hun kenmerken doorgeven aan meer nakomelingen, aangezien de minder aangepaste individuen eerder sterven voordat ze zich voortplanten. Na verloop van tijd stapelt dit resultaat zich op en ontstaat er een nieuwe generatie met de gunstige eigenschappen waardoor deze soort beter aangepast is aan zijn omgeving. Natuurlijke selectie heeft ertoe geleid dat de soort is geëvolueerd.


Alleen seksuele selectie zou kunnen leiden tot de vorming van nieuwe soorten

Een nieuwe studie door onderzoekers van de Universiteit van Pittsburgh geeft aan dat dieren die partners zoeken en vechten tegen rivalen die op hun ouders lijken, zich zouden kunnen gedragen op manieren die leiden tot de vorming van nieuwe soorten.

De studie door Yusan Yang, een afgestudeerde student in het Richards-Zawacki Lab in de afdeling Biologische Wetenschappen en universitair hoofddocent Corinne Richards-Zawacki, onderzoekt gedragsimprinting - het fenomeen van nakomelingen die het uiterlijk van een ouder leren om toekomstige partners te kiezen of rivalen te onderscheiden - - in de aardbeigifkikker (Oophaga pumilio).

Deze Midden-Amerikaanse kikker heeft een grote verscheidenheid aan kleurtypes. De moederkikker brengt hun kikkervisjes groot door ze onbevruchte eieren te voeren. Deze interactie tussen moeder en nageslacht, ontdekte het team, beïnvloedt het gedrag van de nakomelingen: vrouwtjes groeien op om partners te prefereren die dezelfde kleur hebben als hun moeder en mannetjes worden agressiever wanneer hun rivaal dezelfde kleur heeft als hun moeder.

Het team ontwikkelde een wiskundig model om aan te tonen hoe deze ingeprente gedragingen kunnen bijdragen aan de vorming van nieuwe soorten. Vanwege de ingeprente voorkeuren paren vrouwtjes meer met gelijkgekleurde mannetjes en minder met verschillend gekleurde mannetjes, wat er na verloop van tijd toe zou kunnen leiden dat twee kleurtypes aparte soorten worden.

"Seksuele selectie wordt traditioneel gezien als een sterke drijvende kracht voor de vorming van nieuwe soorten. Maar verschillende theoretische modellen hebben gesuggereerd dat het niet ongelooflijk waarschijnlijk was dat dit zou gebeuren zonder natuurlijke selectie of geografische scheiding", legt Yang uit.

"Een van de redenen is dat het moeilijk is om meerdere paringstypes in de populatie te behouden. Gewoonlijk kan natuurlijke selectie de rol vervullen, maar ons model suggereert dat ingeprente mannelijke agressie dit ook kan doen. Dit betekent dat met inprenting bij beide geslachten, seksuele selectie op zichzelf kan mogelijk soortvorming op gang brengen."

De studie was gericht op amfibieën, maar de resultaten zouden licht kunnen werpen op de evolutie van veel andere diersoorten met imprinting, en in het algemeen waar nieuwe soorten vandaan komen.

"Speciatie is een sleutelproces in de biologie dat heeft geleid tot de verbazingwekkende diversiteit aan soorten die we tegenwoordig zien. Hoe dat gebeurt, is een fundamentele vraag in de evolutie en een die we proberen te beantwoorden sinds de tijd van Charles Darwin," zei Richards- Zawacki.


Overervingspatronen in een populatie

Onderzoek het gebruik van technologieën om overervingspatronen in een populatie te bepalen met behulp van bijvoorbeeld:

DNA-sequencing en profilering

DNA-sequencing: gen uit DNA geïsoleerd, kopieën van gen gemaakt, fluorescerende kleurstof maakt onderscheid tussen 4 basen. Computer grafieken volgorde.

  • DNA-sequencing maakt restrictiefragmentlengtepolymorfisme (RFLP) → overervingspatroontechniek mogelijk.

DNA-profilering: gebruikt om individuen van elkaar te onderscheiden, b.v. crimineel identificeren, lichamen identificeren na rampen.

  • Gebruikt genetische markers (DNA-regio's) om een ​​individu te onderscheiden.
  • bijv. STR's zijn genetische markers met DNA met herhalende secties van nucleotiden. Het aantal herhalende secties in elk individu is uniek → identificeer individuen.
  • Methode:

2. DNA toegevoegd aan primer voor elke STR (genetische marker).

4. Verschil in grootte van STR's tussen 2 personen wordt gedetecteerd door

i) Standaard gelelektroforese

ii) Capillaire elektroforese

OPMERKING genetische markers zijn stukjes DNA die worden geanalyseerd.

Onderzoek het gebruik van data-analyse van een grootschalig samenwerkingsproject om trends, patronen en relaties te identificeren, bijvoorbeeld:

Voorbeeld: Het menselijk genoomproject

Doelstelling: Sequentie alle 23 chromosoomparen → ontdek de volgorde van nucleotiden in DNA en het aantal genen in 1 mens.

Resultaat: Ontdekt het aantal basenparen en sequentiebepaling in menselijk DNA → hielp wetenschappers om genen op chromosoom te lokaliseren → bepaling van de genfunctie, vroege detectie van ziekte en inzicht in de vatbaarheid voor ziekten.

Het gebruik van populatiegenetische gegevens in natuurbeheer

Population genetics measures genetic variation by analysing the different genetic markers of individuals.

  • More genetic variation = organisms adapt to environmental change = conservation of species.
  • Inbreeding can make unfavourable recessive alleles more common → higher chance that offspring suffers from genetic diseases.

Population genetics studies used to determine the inheritance of a disease or disorder

  • Isolated populations → inbreeding occurs more frequently → unfavourable recessive genes are inherited → unfavourable genetic traits become more common.

Population genetics relating to human evolution

Population genetics enables discovery of evolutionary pathways/relationships. It was discovered that:


Bekijk de video: Biologie van Tim - Ontstaan van nieuwe soorten bovenbouw (Januari- 2022).