معلومة

6.24: أنواع الانتواع - علم الأحياء


التعريف البيولوجي للأنواع ، الذي يعمل من أجل كائنات التكاثر الجنسي ، هو مجموعة من الأفراد المتكاثرون بالفعل أو المحتمل تهجينهم. في الواقع ، يشير وجود أنواع هجينة في الطبيعة بين الأنواع المتشابهة إلى أنها قد تكون قد انحدرت من نوع واحد متزاوج ، وقد لا تكتمل عملية الانتواع بعد.

بالنظر إلى التنوع الاستثنائي للحياة على هذا الكوكب ، يجب أن تكون هناك آليات لذلك انتواع: تكوين نوعين من نوع أصلي واحد. تصور داروين هذه العملية كحدث متفرع ورسم العملية في الرسم التوضيحي الوحيد الموجود في حول أصل الأنواع (الشكل 1 أ). قارن هذا الرسم التوضيحي بالرسم التخطيطي لتطور الأفيال (الشكل 1 ب) ، والذي يوضح أنه مع تغير نوع واحد بمرور الوقت ، فإنه يتفرع ليشكل أكثر من نوع جديد واحد ، بشكل متكرر ، طالما بقي السكان على قيد الحياة أو حتى ينقرض الكائن الحي.

لكي يحدث الانتواع ، يجب تكوين مجموعتين جديدتين من مجتمع أصلي واحد ويجب أن تتطور بطريقة تجعل من المستحيل على الأفراد من المجموعتين الجديدتين التزاوج. اقترح علماء الأحياء آليات يمكن من خلالها حدوث ذلك والتي تقع في فئتين عريضتين. انتواع تماثلية (allo- = "أخرى" ؛ -باتريك = "الوطن") الفصل الجغرافي للسكان عن الأنواع الأم والتطور اللاحق. الانتواع الودي (سيم- = "نفس" ؛ -باتريك = "الوطن") يشمل انتواع يحدث داخل نوع أصلي يبقى في مكان واحد.

يعتقد علماء الأحياء في أحداث الانتواع على أنها انقسام نوع أسلاف واحد إلى نوعين متحدرين. لا يوجد سبب لعدم وجود أكثر من نوعين في وقت واحد باستثناء أنه أقل احتمالية ويمكن تصور أحداث متعددة على أنها انقسامات فردية تحدث في وقت قريب.

الأنواع التماثلية

يحتوي السكان المستمرون جغرافيًا على مجموعة جينات متجانسة نسبيًا. تدفق الجينات ، حركة الأليلات عبر نطاق الأنواع ، مجاني نسبيًا لأن الأفراد يمكنهم التحرك ثم التزاوج مع الأفراد في موقعهم الجديد. وبالتالي ، فإن تواتر الأليل في أحد طرفي التوزيع سيكون مماثلاً لتكرار الأليل في الطرف الآخر. عندما تصبح المجموعات السكانية غير متصلة جغرافيًا ، يتم منع هذا التدفق الحر للأليلات. عندما يستمر هذا الفصل لفترة من الزمن ، يمكن للمجموعتين أن تتطور على طول مسارات مختلفة. وهكذا ، فإن ترددات أليلها في العديد من المواضع الجينية تصبح تدريجياً مختلفة أكثر فأكثر مع ظهور الأليلات الجديدة بشكل مستقل عن طريق الطفرة في كل مجموعة. عادةً ما تختلف الظروف البيئية ، مثل المناخ والموارد والحيوانات المفترسة والمنافسين للمجموعتين ، مما يتسبب في تفضيل الانتقاء الطبيعي للتكيفات المتباينة في كل مجموعة.

يمكن أن يحدث عزل التجمعات المؤدية إلى الانتواع الوبائي بعدة طرق: نهر يشكل فرعًا جديدًا ، أو تآكلًا يشكل واديًا جديدًا ، أو مجموعة من الكائنات الحية تنتقل إلى موقع جديد دون القدرة على العودة ، أو تطفو البذور فوق المحيط إلى جزيرة. تعتمد طبيعة الفصل الجغرافي الضروري لعزل السكان كليًا على بيولوجيا الكائن الحي وإمكانية انتشاره. إذا استقرت مجموعتان من الحشرات الطائرة في وديان قريبة منفصلة ، فمن المحتمل أن الأفراد من كل مجموعة سوف يطيرون ذهابًا وإيابًا باستمرار تدفق الجينات. ومع ذلك ، إذا انقسمت مجموعتان من القوارض عن طريق تكوين بحيرة جديدة ، فلن يكون من المحتمل استمرار تدفق الجينات ؛ لذلك ، من المرجح أن تكون الأنواع.

يقوم علماء الأحياء بتجميع العمليات التماثلية في فئتين: التشتت والتناوب. تشتيت انتشار هو عندما ينتقل عدد قليل من أعضاء نوع ما إلى منطقة جغرافية جديدة ، و التناوب هو عندما تنشأ حالة طبيعية لتقسيم الكائنات الحية جسديًا.

لقد وثق العلماء العديد من حالات الانتواع الخيفي التي تحدث. على سبيل المثال ، على طول الساحل الغربي للولايات المتحدة ، يوجد نوعان فرعيان منفصلان من البوم المرقط. البومة الشمالية المرقطة لها اختلافات وراثية وظاهرية عن قريبها القريب: البومة المكسيكية المرقطة ، التي تعيش في الجنوب (الشكل 2).

بالإضافة إلى ذلك ، وجد العلماء أنه كلما زادت المسافة بين مجموعتين كانتا ذات مرة من نفس النوع ، زاد احتمال حدوث الانتواع. يبدو هذا منطقيًا لأنه مع زيادة المسافة ، من المحتمل أن يكون للعوامل البيئية المختلفة قواسم مشتركة أقل من المواقع القريبة. تأمل البومتين: في الشمال يكون المناخ أكثر برودة منه في الجنوب. تختلف أنواع الكائنات الحية في كل نظام بيئي ، كما تختلف سلوكياتهم وعاداتهم ؛ كما تختلف عادات الصيد واختيارات الفرائس للبوم الجنوبي عن البوم الشمالي. يمكن أن تؤدي هذه الاختلافات إلى تطور الاختلافات في البوم ، ومن المحتمل أن يحدث الانتواع.

الإشعاع التكيفي

في بعض الحالات ، تنتشر مجموعة من نوع واحد في جميع أنحاء المنطقة ، ويجد كل منها مكانًا متميزًا أو موطنًا منعزلاً. بمرور الوقت ، تؤدي المتطلبات المتنوعة لأساليب حياتهم الجديدة إلى أحداث انتواع متعددة تنشأ من نوع واحد. هذا يسمي الإشعاع التكيفي لأن العديد من التعديلات تتطور من نقطة أصل واحدة ؛ وبالتالي ، مما يتسبب في إشعاع الأنواع إلى عدة أنواع جديدة. توفر أرخبيل الجزر مثل جزر هاواي سياقًا مثاليًا لأحداث الإشعاع التكيفي لأن المياه تحيط بكل جزيرة مما يؤدي إلى العزلة الجغرافية للعديد من الكائنات الحية. يوضح زاحف العسل في هاواي أحد الأمثلة على الإشعاع التكيفي. من نوع واحد ، يسمى الأنواع المؤسس ، تطورت أنواع عديدة ، بما في ذلك الأنواع الستة الموضحة في الشكل 3.

لاحظ الاختلافات في مناقير الأنواع في الشكل 3. أدى التطور استجابة للانتقاء الطبيعي بناءً على مصادر غذائية محددة في كل موطن جديد إلى تطور منقار مختلف يناسب مصدر الغذاء المحدد. يمتلك الطائر الذي يأكل البذور منقارًا أقوى وأكثر سمكًا وهو مناسب لكسر المكسرات الصلبة. الطيور الآكلة للرحيق لها مناقير طويلة لتغطس في الأزهار لتصل إلى الرحيق. الطيور الآكلة للحشرات لها مناقير مثل السيوف ، وهي مناسبة لطعن الحشرات وطعنها. عصافير داروين هي مثال آخر للإشعاع التكيفي في الأرخبيل.

انقر من خلال هذا الموقع التفاعلي لترى كيف تطورت طيور الجزيرة بزيادات تطورية من 5 ملايين سنة مضت إلى اليوم.

الأنواع المتعاطفة

هل يمكن أن يحدث الاختلاف في حالة عدم وجود حواجز مادية لفصل الأفراد الذين يستمرون في العيش والتكاثر في نفس الموطن؟ الجواب نعم. تسمى عملية الانتواع داخل نفس المكان بالانتواع المتماثل. البادئة "sym" تعني نفس ، لذا فإن كلمة "sympatric" تعني "نفس الوطن" على عكس "allopatric" التي تعني "الوطن الآخر". تم اقتراح ودراسة عدد من آليات الانتواع المتماثل.

يمكن أن يبدأ أحد أشكال الانتواع الودي بخطأ صبغي خطير أثناء انقسام الخلية. في حدث الانقسام الخلوي الطبيعي ، تتكاثر الكروموسومات ، وتتزاوج ، ثم تنفصل بحيث تحتوي كل خلية جديدة على نفس عدد الكروموسومات. ومع ذلك ، في بعض الأحيان تنفصل الأزواج ويكون المنتج الخلوي النهائي يحتوي على عدد كبير جدًا أو قليل جدًا من الكروموسومات الفردية في حالة تسمى اختلال الصيغة الصبغية (الشكل 4).

سؤال الممارسة

في الشكل 4 ، الذي من المرجح أن يبقى على قيد الحياة ، نسل به 2ن+1 كروموسومات أو ذرية بها 2ن-1 كروموسومات؟

[صفوف منطقة الممارسة = "2 ″] [/ منطقة الممارسة]
[تكشف-الإجابة q = ”462162 ″] إظهار الإجابة [/ تكشف-الإجابة]
[hidden-answer a = "462162 ″] يكون فقدان المادة الوراثية مميتًا دائمًا ، لذا فإن النسل الذي لديه 2نتزداد احتمالية بقاء كروموسومات +1 على قيد الحياة. [/ hidden-answer]

تعد تعدد الصبغيات حالة تحتوي فيها الخلية أو الكائن الحي على مجموعة أو مجموعات إضافية من الكروموسومات. حدد العلماء نوعين رئيسيين من تعدد الصبغيات التي يمكن أن تؤدي إلى العزلة الإنجابية للفرد في حالة تعدد الصبغيات. العزلة الإنجابية هي عدم القدرة على التزاوج. في بعض الحالات ، سيكون لدى الفرد متعدد الصيغ الصبغية مجموعتان كاملتان أو أكثر من الكروموسومات من الأنواع الخاصة به في حالة تسمى تعدد الصبغيات (الشكل 5). البادئة "auto-" تعني "الذات" ، لذا فإن المصطلح يعني عدة كروموسومات من نوع واحد. ينتج تعدد الصبغيات عن خطأ في الانقسام الاختزالي حيث تنتقل جميع الكروموسومات إلى خلية واحدة بدلاً من الانفصال.

على سبيل المثال ، إذا كان أحد الأنواع النباتية مع 2ن = 6 ينتج الأمشاج ذات الصبغة الذاتية التي تكون ثنائية الصبغيات أيضًا (2ن = 6 ، متى يجب أن تكون ن = 3) ، تحتوي الأمشاج الآن على ضعف عدد الكروموسومات كما ينبغي. ستكون هذه الأمشاج الجديدة غير متوافقة مع الأمشاج الطبيعية التي تنتجها هذه الأنواع النباتية. ومع ذلك ، يمكنهم إما التلقيح الذاتي أو التكاثر باستخدام نباتات ذاتية الصبغ أخرى ذات الأمشاج التي لها نفس العدد ثنائي الصيغة الصبغية. بهذه الطريقة ، يمكن أن يحدث الانتواع الودي بسرعة من خلال تكوين ذرية بـ 4ن يسمى رباعي الصيغة الصبغية. سيتمكن هؤلاء الأفراد على الفور من التكاثر فقط مع أولئك من هذا النوع الجديد وليس مع الأنواع الأسلاف.

الشكل الآخر من تعدد الصبغيات يحدث عندما يتكاثر أفراد من نوعين مختلفين لتشكيل ذرية قابلة للحياة تسمى متعدد الصيغ الصبغية. البادئة "allo-" تعني "آخر" (استدعاء من allopatric): لذلك ، يحدث allopolyploid عندما تتحد الأمشاج من نوعين مختلفين. يوضح الشكل 6 إحدى الطرق الممكنة التي يمكن أن يتشكل بها متعدد الصيغ الصبغية. لاحظ كيف يستغرق الأمر جيلين ، أو عمليتين تناسليتين ، قبل النتائج الهجينة الخصبة القابلة للحياة.

الأشكال المزروعة من نباتات القمح والقطن والتبغ كلها متعددة الصبغات. على الرغم من أن تعدد الصبغيات يحدث أحيانًا في الحيوانات ، إلا أنه يحدث بشكل شائع في النباتات. (من غير المحتمل أن تعيش الحيوانات التي لديها أي من أنواع الانحرافات الصبغية الموصوفة هنا وتنتج نسلًا طبيعيًا.) اكتشف العلماء أن أكثر من نصف جميع أنواع النباتات التي تمت دراستها تتعلق بأنواع تطورت من خلال تعدد الصبغيات. مع هذا المعدل المرتفع من تعدد الصبغيات في النباتات ، يفترض بعض العلماء أن هذه الآلية تحدث على أنها تكيف أكثر من كونها خطأ.

العزلة الإنجابية

بالنظر إلى الوقت الكافي ، سيؤثر الاختلاف الوراثي والنمط الظاهري بين السكان على السمات التي تؤثر على التكاثر: إذا تم الجمع بين أفراد المجموعتين معًا ، فسيكون التزاوج أقل احتمالًا ، ولكن إذا حدث التزاوج ، فسيكون النسل غير قابل للحياة أو عقيمًا. قد تؤثر أنواع كثيرة من الشخصيات المتباينة على العزلة الإنجابية، القدرة على التزاوج بين المجموعتين.

يمكن أن يحدث العزل الإنجابي بعدة طرق. ينظمها العلماء في مجموعتين: حواجز ما قبل اللواقح وحواجز ما بعد اللاقحة. تذكر أن البيضة الملقحة هي بويضة مخصبة: الخلية الأولى في تطور كائن حي يتكاثر جنسيًا. لذلك ، أ حاجز بريزوجوتيك هي آلية تمنع حدوث التكاثر ؛ وهذا يشمل الحواجز التي تمنع الإخصاب عندما تحاول الكائنات الحية التكاثر. أ حاجز postzygotic يحدث بعد تكوين اللاقحة. وهذا يشمل الكائنات الحية التي لا تنجو من المرحلة الجنينية وتلك التي تولد عقيمة.

تمنع بعض أنواع حواجز ما قبل الالتصاق التكاثر تمامًا. تتكاثر العديد من الكائنات الحية فقط في أوقات معينة من العام ، وغالبًا ما تتكاثر سنويًا فقط. تسمى الاختلافات في جداول التربية العزلة الزمنية، يمكن أن يكون بمثابة شكل من أشكال العزلة الإنجابية. على سبيل المثال ، يعيش نوعان من الضفادع في نفس المنطقة ، لكن أحدهما يتكاثر من يناير إلى مارس ، بينما يتكاثر الآخر من مارس إلى مايو (الشكل 7).

في بعض الحالات ، تنتقل مجموعات من الأنواع أو تنتقل إلى موطن جديد وتستقر في مكان لم يعد يتداخل مع المجموعات الأخرى من نفس النوع. هذا الوضع يسمى عزل الموائل. يتوقف التكاثر مع الأنواع الأم ، وتوجد مجموعة جديدة أصبحت الآن مستقلة من الناحية التناسلية والوراثية. على سبيل المثال ، لم يعد بإمكان مجموعة الكريكيت التي تم تقسيمها بعد الفيضان التفاعل مع بعضها البعض. بمرور الوقت ، من المرجح أن تؤدي قوى الانتقاء الطبيعي والطفرة والانحراف الجيني إلى اختلاف المجموعتين (الشكل 8).

العزلة السلوكية يحدث عندما يمنع وجود أو عدم وجود سلوك معين حدوث التكاثر. على سبيل المثال ، يستخدم ذكور اليراعات أنماطًا معينة من الضوء لجذب الإناث. تعرض أنواع مختلفة من اليراعات أضواءها بشكل مختلف. إذا حاول ذكر أحد الأنواع جذب أنثى من نوع آخر ، فلن تتعرف على نمط الضوء ولن تتزاوج مع الذكر.

تعمل حواجز ما قبل التزاوج الأخرى عندما تمنع الاختلافات في خلايا الأمشاج (البويضات والحيوانات المنوية) حدوث الإخصاب ؛ هذا يسمى الحاجز المشيجي. وبالمثل ، في بعض الحالات ، تحاول الكائنات الحية ذات الصلة الوثيقة التزاوج ، لكن هياكلها التناسلية ببساطة لا تتلاءم معًا. على سبيل المثال ، الذكور من الأنواع المختلفة لها أشكال مختلفة من الأعضاء التناسلية. إذا حاول أحد الأنواع التزاوج مع أنثى من نوع آخر ، فإن أجزاء جسمه ببساطة لا تتوافق مع بعضها. (الشكل 9).

في النباتات ، تهدف بعض الهياكل إلى جذب نوع واحد من الملقحات في وقت واحد لمنع الملقحات المختلفة من الوصول إلى حبوب اللقاح. يمكن أن يختلف النفق الذي يجب أن يصل الحيوان من خلاله إلى الرحيق بشكل كبير من حيث الطول والقطر ، مما يمنع النبات من التلقيح الخلطي بأنواع مختلفة (الشكل 10).

عندما يحدث الإخصاب وتتشكل الزيجوت ، يمكن أن تمنع حواجز ما بعد الزيجوت التكاثر. لا يمكن للأفراد الهجين في كثير من الحالات أن يتشكلوا بشكل طبيعي في الرحم ولا ينجون ببساطة بعد المراحل الجنينية. هذا يسمي الثبات الهجين لأن الكائنات المهجنة ببساطة غير قابلة للحياة. في حالة أخرى بعد الزيجوت ، يؤدي التكاثر إلى ولادة ونمو هجين عقيم وغير قادر على إنجاب نسل خاص به ؛ وهذا ما يسمى بالعقم الهجين.

تأثير الموئل على الانتواع

قد يحدث الانتواع الودي أيضًا بطرق أخرى غير تعدد الصبغيات. على سبيل المثال ، ضع في اعتبارك نوعًا من الأسماك يعيش في بحيرة. مع نمو السكان ، تزداد المنافسة على الغذاء أيضًا. تحت الضغط للعثور على الطعام ، افترض أن مجموعة من هذه الأسماك لديها المرونة الجينية لاكتشاف وتغذية مورد آخر لم تستخدمه الأسماك الأخرى. ماذا لو تم العثور على مصدر الغذاء الجديد هذا على عمق مختلف من البحيرة؟ بمرور الوقت ، سيتفاعل أولئك الذين يتغذون على مصدر الغذاء الثاني مع بعضهم البعض أكثر من الأسماك الأخرى ؛ لذلك ، سوف يتكاثرون معًا أيضًا. من المحتمل أن يتصرف نسل هذه الأسماك مثل والديهم: التغذية والعيش في نفس المنطقة والابتعاد عن السكان الأصليين. إذا استمرت هذه المجموعة من الأسماك في البقاء منفصلة عن المجموعة الأولى ، فقد يحدث في النهاية انتواع متماثل مع تراكم المزيد من الاختلافات الجينية بينهما.

هذا السيناريو يحدث في الطبيعة ، كما يفعل الآخرون الذين يؤديون إلى العزلة الإنجابية. أحد هذه الأماكن هو بحيرة فيكتوريا في إفريقيا ، المشهورة بانتواعها المتماثل من أسماك البلطي. وجد الباحثون المئات من أحداث التماثل الودي في هذه الأسماك ، والتي لم تحدث فقط بأعداد كبيرة ، ولكن أيضًا خلال فترة زمنية قصيرة. يوضح الشكل 11 هذا النوع من الانتواع بين مجموعة أسماك البلطي في نيكاراغوا. في هذه المنطقة ، يعيش نوعان من البلطي في نفس الموقع الجغرافي ، لكنهما أصبحا لهما أشكال مختلفة تسمح لهما بتناول مصادر غذائية مختلفة.


الأنواع: 4 أنواع من الأنواع | تطور

الانتواع هو تكوين نوع جديد أو أكثر من الأنواع الموجودة.

النوع عبارة عن مجموعة من demes. الديم هو مجموعة من السكان مع تجمع جيني مشترك.

الصورة مجاملة: 4.bp.blogspot.com/-J-eLznUoSqc/UmIN-/Size+difference.jpg

أنواع الأنواع:

الأنواع من الأنواع التالية.

1. الأنواع التماثلية (أليوس- أخرى ، باتريا- الأرض الأصلية):

في هذا النوع من تكوين الأنواع ، يصبح جزء من السكان معزولًا جغرافيًا عن السكان الرئيسيين. يصبح السكان منفصلين تمامًا ويشكلون في النهاية نوعًا جديدًا. وبالتالي ، فإن العزلة الجغرافية تؤدي إلى حدوث أنواع مختلفة من الأنواع. أحد الأمثلة المهمة على هذا النوع من الانتواع هو تكوين عصافير داروين التي شكلت أنواعًا منفصلة في جزر غالاباغوس (الشكل 7.55 أ).

2. الأنواع المتعاطفة (sym- Together ، patria- الأرض الأصلية):

في هذا النوع من تكوين الأنواع ، تصبح شريحة صغيرة من السكان الأصليين معزولة بشكل تكاثر. مع دخول آلية العزل حيز التنفيذ ، يظهر نوع فرعي جديد. في الوقت المناسب يتم تشكيل نوع جديد. وبالتالي ، فإن الانتواع المتماثل هو تكوين الأنواع داخل مجموعة سكانية واحدة دون عزل جغرافي. تجلب العزلة الإنجابية انتواع سيمباتريك (الشكل 7.55 ب).

3. الأنواع الموازية:

يفصل السكان المتاخمين. يحدث الانتواع الموازي عندما تدخل مجموعة من الأنواع مكانًا جديدًا أو موطنًا جديدًا. يحدث فقط على حافة نطاق الأنواع الأم. على الرغم من عدم وجود حاجز مادي بين هؤلاء السكان ، إلا أن شغل مكانة جديدة يؤدي إلى عائق أمام تدفق الجينات بين سكان المكانة الجديدة. يتم إنتاج نوعين بسبب العزلة الإنجابية من نوع واحد. تم العثور على هذا النوع من الأنواع في الجنادب التي لا تطير ، والسمسمات والنباتات السنوية.

4. انتواع الكم:

إنه الوضع السريع والمفاجئ لتكوين الأنواع. عرّف جرانت (1971) الانتواع الكمومي "برعم أنواع بنات جديدة ومختلفة جدًا من مجتمع محيطي شبه معزول لأنواع الأجداد". يعتمد هذا النوع من الانتواع على ملاحظة إتش إل كارسون على ذبابة الفاكهة التي تعيش في جزيرة هاواي.

الانتواع الكمي هو انتواع مفاجئ وسريع. لا ينتج نوع فرعي أو مرحلة وسيطة. يلعب الانجراف الجيني أو الصدفة دورًا رئيسيًا في الانتواع الكمومي.


الأنواع والمواصفات

يصنف علماء التصنيف الكائنات الحية وفقًا لأوجه التشابه والاختلاف بينها. الوحدة الأساسية للتصنيف هي الأنواع. لسوء الحظ ، من الصعب تحديد الأنواع. وفقًا لتعريف بيولوجي ، النوع هو مجموعة من السكان يتم فيها تبادل الجينات بالفعل ، أو من المحتمل ، من خلال التهجين.

هذا التعريف له مشاكل معينة.

  1. غالبًا ما يعمل علماء التصنيف مع. الخصائص المورفولوجية. توفر المعلومات المورفولوجية والبيئية معايير الإنجاب.
  2. بعض الكائنات الحية لا تتكاثر جنسيا. لذلك ، يتم تطبيق معايير أخرى في هذه الحالات.
  3. هناك أيضا مشاكل المواد الأحفورية. يصف علماء الحفريات أنواع الكائنات الحية المنقرضة. لكنهم لا يستطيعون اختبار معيارهم الإنجابي.
  4. يتم عزل سكان الكائنات الحية المماثلة عن بعضها البعض. وبالتالي،

التبادل الجيني مستحيل جغرافيا. يمكن لعلماء الأحياء زرع الأفراد لاختبار معيار الإنجاب. قد يحدث التزاوج في الأفراد المزروعة. لكنه لا يثبت أن التزاوج يمكن أن يحدث أيضًا في بيئة طبيعية.

يحاول علماء الأحياء فهم المشاكل المرتبطة بالتعريف البيولوجي. يستخدم علماء التصنيف معايير مورفولوجية ، وفسيولوجية ، وطفيرية ، وسلوكية ، وجزيئية ، وبيئية لوصف الأنواع. لقد أدركوا أن كل هذه لها أساس وراثي.

يسمى تكوين أنواع جديدة بالانتواع. يتم منع المجموعات السكانية الفرعية من التكاثر. هذا يسمي العزلة الإنجابية يعمل الانجراف الوراثي الهندي على الانتقاء الطبيعي على المجموعات المعزولة تكاثريًا. لذلك ، تأخذ الثورة مسارًا مختلفًا في هذه المجموعات السكانية الفرعية.

العزلة الإنجابية:

يمكن أن تحدث العزلة الإنجابية بطرق مختلفة.

العزلة المسبقة: يمنع حدوث التزاوج. على سبيل المثال:

  • حواجز لا يمكن اختراقها مثل الأنهار أو سلاسل الجبال تفصل المجموعات الفرعية.
  • في بعض الأحيان ، لا تكون أنماط سلوك المغازلة لحيوانين مناسبة بشكل متبادل. لذلك ، لا يحدث التزاوج.
  • بعض الأفراد لديهم فترات تكاثر مختلفة. بعض الأفراد يشغلون موائل مختلفة. لذلك ، فهم غير قادرين على التكاثر مع بعضهم البعض.العزلة بعد التزاوج: في هذه الحالة ، يحدث التزاوج ولكن يتم منع الإخصاب والتطور الناجح. على سبيل المثال،
    • هناك حالات مختلفة في الجهاز التناسلي للأنثى. قد لا يدعم الحيوانات المنوية لشخص آخر. لذلك لا يأخذ الإخصاب. ضع بنجاح.
    • في بعض الأحيان ، تكون الهجينة عقيمة. لذلك ، تحدث العزلة بعد التزاوج. على سبيل المثال ، يتم إنتاج البغل عن طريق تزاوج ذكر حمار وفرس. البغل هجين معقم.
    • لا يمكن للكروموسومات غير المتطابقة أن تتشابك بشكل صحيح أثناء الانقسام الاختزالي. وبالتالي فإن أي أمشاج منتجة غير قابلة للحياة.
    • في بعض الأحيان ، يفشل تطوير البويضة المخصبة أو الجنين. وهي أيضًا عزلة بعد التزاوج.

    يحدث الانتواع عندما تصبح المجموعات الفرعية معزولة جغرافياً عن بعضها البعض تسمى الانتواع الخيفي. على سبيل المثال ، تفصل سلسلة جبال أو نهر بشكل دائم بين أفراد السكان. يتم إجراء اختيارات لبيئات مختلفة أو اختيار محايد في هذه المجموعات السكانية. لا يمكن لأعضاء هذه المجموعة التكاثر بنجاح مع بعضهم البعض. يعتقد العديد من علماء الأحياء أن الانتواع الوباطي هو أكثر أنواع الانتواع شيوعًا.

    انتواع متماثل في العصافير الداروينية

    العصافير الداروينية في جزر غالاباغوس هي مثال على الانتواع الوباطي والإشعاع التكيفي. يتباعد عدد من الأشكال الجديدة عن شكل الأجداد أثناء الإشعاع التكيفي. تحدث هذه التكيفات استجابة لفتح موائل جديدة رئيسية.

    تطورت أربعة عشر نوعًا من العصافير من العصافير الأصلية في جزر غالاباغوس. هاجرت عصافير الأجداد من البر الرئيسي. تم توزيعها على عدد قليل من جزر غالاباغوس. أصبح سكانها معزولين عن الجزر المختلفة مع مرور الوقت. أظهر السكان الأصليون بعض التباين الوراثي. ينشأ المزيد من الاختلاف في هؤلاء السكان الأسلاف. العصافير الأصلية كانت تؤكل البذور. وصلوا إلى جزر غالاباغوس. ملأوا موطنهم بسرعة. تحدث الاختلافات داخل السكان الأصليون العصافير. لذلك بدأت بعض الطيور في استغلال الجزر والموائل الجديدة. غيرت الطفرة التركيب الجيني لمجموعات العصافير المعزولة. قدم المزيد من الاختلافات. فضل الانتقاء الطبيعي بعض الاختلافات. عززت هذه الاختلافات التكاثر الناجح.

    طورت قوى العزلة والطفرة والانتقاء الطبيعي المتضافرة تكيفاتي في هذه العصافير. سمحت هذه التكيفات للعصافير بالتباعد إلى عدد من الأنواع. هذه الأنواع لها عادات تغذية متخصصة. سي من 14 نوعًا من العصافير لها مناقير متخصصة لسحق البذور ذات الأحجام المختلفة. تتغذى العصافير الأخرى على أزهار الصبار الشائك. يتغذى البعض الآخر على الغابات على الحشرات والفاكهة.

    المواصفات البارابطية

    يحدث الانتواع في مجموعة سكانية محلية صغيرة تسمى demes يسمى الانتواع parapatric. ديم هو عدد قليل من السكان المحليين. على سبيل المثال ، كل الضفادع الموجودة في بركة معينة أو كل قنافذ البحر في بركة معينة من المد والجزر تشكل ديميًا. من المرجح أن يتكاثر الأفراد من ديمي مع بعضهم البعض أكثر من الأفراد الآخرين في عدد أكبر من السكان. يواجهون نفس البيئة. لذا فهم يواجهون ضغوط اختيار مماثلة. يمكن للمراحل التنموية للأفراد ، أو الأمشاج ، أن تنتقل بين مجموعات السكان ، وبالتالي ، فإن المجموعات السكانية ليست معزولة تمامًا عن بعضها البعض. لكن هؤلاء الديمقراطيين يواجهون عزلة نسبية. يتعرض أعضائها لضغوط اختيار مختلفة عن تلك التي يتعرض لها أفرادها من السكان. لذلك يمكن أن يحدث الانتواع فيها. تتفق معظم القوائم التطورية نظريًا على أن الانتواع المشابه ممكن. لكن لا يوجد ممثل معين 3 معروف. لذلك ، فإن الانتواع الموازي له أهمية أقل في تطور مجموعات الحيوانات من الأنواع التماثلية.


    الأنواع & # 8211 التعريف ، الأسباب ، العملية ، وأنواع الانتواع

    الانتواع هو إجراء لتطوير مجموعة جديدة مستقلة وراثيا من الكائنات الحية ، تسمى الأنواع ، من خلال زوال التطور.

    يُطلق على إجراء تقسيم السكان المتجانسين وراثيًا إلى مجموعتين أو أكثر من السكان الذين يخضعون للتمايز الجيني والعزلة الإنجابية في نهاية المطاف الانتواع. يعتمد ممر التطور بأكمله على أصل المجموعات السكانية الجديدة (الأنواع) التي تتمتع بكفاءة تكيفية أعلى من أسلافها.

    يحدث الانتواع بطريقتين:

    • تغيير الأنواع القديمة إلى أنواع جديدة بمرور الوقت.
    • تقسيم نوع واحد إلى كثير ، أي تكاثر الأنواع.
    أسباب الانتواع
    1- العزلة الجغرافية

    في مثال ذبابة الفاكهة ، تم غسل بعض يرقات ذبابة الفاكهة في جزيرة ، وبدأ التكاثر منذ منع السكان من التزاوج عن طريق العزلة الجغرافية. يعتقد الباحثون أن العزلة الجغرافية هي طريقة شائعة لبدء عملية التنوّع: الأنهار تغير مسارها ، ترتفع الجبال ، تنجرف القارات ، تهاجر الكائنات الحية ، وعندما ينقسم عدد ثابت إلى مجموعتين أو أصغر حجمًا.

    لا يحتاج حتى إلى أن يكون حاجزًا ماديًا مثل النهر الذي يفصل بين مجموعتين أو أكثر من الكائنات الحية - قد يكون مجرد موطن غير مرغوب فيه بين المجموعتين هو الذي يمنعهم من التزاوج مع بعضهم البعض.

    2- الانتقاء الطبيعي

    كما ناقش تشارلز داروين ، قد يؤسس أفراد مختلفون في نوع ما صفات مميزة معينة مفيدة وتؤثر على التركيب الجيني للفرد. في ظل هذه الظروف ، سيتم الحفاظ على هذه السمات ، وبمرور الوقت ، قد تتشكل أنواع جديدة.

    ومع ذلك ، في هذه الحالة ، فإن العنصر الضروري لهذا العامل هو أن الانتواع يحدث فقط عندما ينقسم نوع واحد إلى عدد من الأنواع مما يؤدي إلى تكاثر الأنواع.

    3- التشوهات الصبغية

    الطفرات الصبغية لديها القدرة على أن تكون بمثابة آليات فصل ، كما أن حبس الجين المفيد بشكل خاص والدفاع عنه يعزز من خلال طفرة صبغية. قد تؤدي هذه الطفرات ، عند الحفاظ عليها من جيل إلى آخر ، إلى تكوين أنواع جديدة.

    4. الحد من تدفق الجينات

    ومع ذلك ، قد يحدث الانتواع بالمثل في مجتمع ليس له أي حاجز خارجي معين لتدفق الجينات. فكر في ظرف يعبر فيه السكان نطاقًا جغرافيًا واسعًا ، ولا يكون التكاثر في جميع أنحاء السكان عشوائيًا. لن تتاح للأفراد في أقصى الغرب فرصة للتزاوج مع أفراد في الطرف الشرقي الأقصى من النطاق. لذلك ، قمنا في الواقع بخفض تدفق الجينات ، لكن ليس العزلة الكاملة.

    قد يكون هذا كافيا أو لا يكون كافيا للتسبب في الانتواع. سيحتاج الانتواع أيضًا إلى ضغوط انتقائية مختلفة على طرفي نقيض من الصنف ، مما قد يغير ترددات الجينات في مجموعات في نهايات مختلفة من الصنف لدرجة أنه لن يكون لديهم القدرة على التزاوج إذا تم لم شملهم.

    عملية الانتواع

    تقليديا ، لوحظ الانتواع كإجراء من ثلاث مراحل:

    • عزل السكان
    • الاختلاف في خصائص المجموعات المنفصلة (مثل نظام التزاوج أو استخدام الموائل).
    • العزلة الإنجابية للسكان التي تحافظ على العزلة عند اتصال السكان مرة أخرى (اتصال ثانوي).

    يبدأ إجراء الانتواع بعزل السكان الفرعيين للأنواع التي قد تحدث إما من خلال العزلة المادية (الانتواع المتآصل) أو العزلة الوراثية (الانتواع المتماثل). عندما يتم فصل السكان ، يؤدي التراكم التدريجي للتعديلات الجينية الصغيرة إلى تجمع سكاني فرعي من النوع الذي يؤدي في النهاية إلى تكوين العديد من التغييرات التي تصبح المجموعات السكانية الفرعية أنواعًا مختلفة.

    بمرور الوقت ، ينتهي الأمر بالسكان الفرعيين الآن إلى أن يكونوا مستقلين وراثيًا وسيستمرون في التباعد عن طريق الطفرة والاختيار والانحراف الجيني. في النهاية ، يصبح التمايز الجيني بين السكان الفرعيين مرتفعًا جدًا بحيث يكون تكوين الهجينة بينهما مستحيلًا من الناحية الفسيولوجية أو التنموية أو السلوكية حتى لو تم إلغاء أنماط الفصل.

    أنواع الانتواع

    تعتمد فئة أنماط أو أنواع الانتواع على مدى مساهمة الفصل الجغرافي للسكان الأصليين في انخفاض تدفق الجينات وفي النهاية تكوين أنواع جديدة.

    1. الأنواع اللوباتريكية

    الانتواع الخيفي هو نمط الانتواع الذي ينقسم فيه السكان الأوليون إلى قسمين بواسطة حاجز يؤدي إلى العزلة الإنجابية.

    قدم ماير نموذج الانتواع الطيفي. ويستند إلى مبدأ أن الأنواع الجديدة تحدث عندما يقسم بعض الحاجز الجغرافي المادي العدد الكبير من الأنواع إلى مجموعتين أو أكثر من المجموعات السكانية الصغيرة. لا يمكن لأفراد هذه المجموعات المعزولة التزاوج بسبب عزلتهم الجسدية.

    قد تحدث العزلة المادية إما بسبب الحواجز المادية مثل الامتدادات الشاسعة للمحيطات ، والجبال العالية ، والأنهار الجليدية ، ووديان الأنهار العميقة ، والأنهار الكبيرة أو الصحاري ، أو مجموعة كبيرة بسبب تنوع جغرافي أكبر.

    تبدأ كل مجموعة منفصلة في التكيف مع بيئاتها المنفصلة أثناء جمع الاختلافات والتطور بشكل مستقل إلى أنواع جديدة. يمكن أن يحدث الانتواع الخيفي حتى في الحالات التي يسمح فيها الحاجز لبعض الأفراد بعبور الحاجز للتزاوج مع أعضاء المجموعات الأخرى. حتى يتم اعتبار الانتواع "تباينًا" ، يجب تقليل دوران الجينات بين الأنواع التي ستصبح قريبًا بشكل كبير - ومع ذلك لا يجب خفضها تمامًا إلى الصفر تمامًا.

    مثال على الانتواع المتماثل

    المثال الخالد للانتواع الخيفي هو مثال عصافير داروين. لوحظ أن المجموعات المتباينة من العصافير التي تعيش في جزر غالاباغوس لديها اختلافات في الوظائف مثل حجم الجسم واللون وطول المنقار أو الشكل. نتجت الفروق بسبب أنواع الطعام المختلفة المتوفرة في الجزر المختلفة.

    2- الانتواع الوراثي

    الانتواع المترابط هو عملية تطوير أنواع جديدة من السكان الأصليين غير المنفصلين جغرافياً.

    ويستند إلى إنشاء مجموعات جديدة من الأنواع في منافذ بيئية مختلفة والعزلة الإنجابية لمؤسسي السكان الجدد عن أفراد مجتمع المصدر.

    يُفترض أن تدفق الجينات بين الأبناء والبالغين خلال الانتواع الودي يتم تثبيطه من خلال الجوانب الجوهرية ، مثل التغيرات الصبغية والتزاوج غير العشوائي. قد يؤدي استخدام مكانة جديدة إلى تقليل تدفق الجينات على الفور مع استخدام الأفراد لمكانة مختلفة. يسود هذا النمط من الانتواع في الحشرات العاشبة عندما تبدأ في التغذية والتزاوج على نبات جديد أو عندما يتم تقديم نبات جديد ضمن النطاق الجغرافي للأنواع.

    ثم يتم تقليل تدفق الجينات بين الأنواع التي تركز على نبات معين مما قد يؤدي في النهاية إلى تطوير أنواع جديدة. يتطلب الاختيار المؤدي إلى الخبرة أن يكون قويًا بالفعل حتى يتباعد السكان. وبالتالي ، فإن الانتواع المتماثل هو حدث متقطع في الكائنات متعددة الخلايا أو التزاوج العشوائي.

    مثال على الانتواع الودي

    لوحظ وجود أنواع متناغمة في ذباب يرقة التفاح الذي وضع البيض قبل 200 عام وتكاثر فقط على الزعرور والآن يضع البيض على كل من الزعرور والتفاح المنزلي. نتيجة لذلك ، ينخفض ​​تدفق الجينات بين أجزاء من السكان التي تتزاوج على أنواع مختلفة من الفاكهة ، وفي أقل من 200 عام ، تطورت بالفعل بعض الاختلافات الوراثية بين هاتين المجموعتين من الذباب.

    3-نوع المولود

    الانتواع الموازي هو حالة غير شائعة للغاية من الانتواع تحدث عندما يتشتت السكان باستمرار داخل منطقة جغرافية مع عدم وجود حواجز محددة لتدفق الجينات. ومع ذلك ، لا يتزاوج السكان بشكل عشوائي داخل السكان ، ولكن يتزاوج الأفراد بشكل أكثر شيوعًا مع أقرب جيرانهم المتجاورين جغرافيين ، مما يؤدي إلى تدفق الجينات غير المنتظم.

    قد يؤدي التكاثر غير العشوائي إلى زيادة معدل إزدواج الشكل داخل السكان ، حيث يتم عرض الأشكال المورفولوجية المختلفة لنفس النوع. نتيجة الانتواع الموازي هي واحدة أو أكثر من المجموعات الفرعية المتميزة (تسمى "الأنواع الشقيقة") ، والتي لها تداخلات قليلة ومستمرة في نطاقها الجغرافي الحيوي وتكون ثنائية الشكل وراثيًا.

    مثال على الانتواع Parapatric

    مسكوكة العشبأنثوكسانثوم أودوراتوم where some species living near the mine have ended up being tolerant to heavy metals nevertheless, other plants that do not live around the mines are not tolerant. But due to the fact that the plants are close together, they might fertilize each other and lead to new types.

    Peripatric Speciation

    Peripatric speciation is a type of allopatric speciation that takes place when populations that have ended up being isolated have very few individuals. Through this process, the population goes through a genetic bottleneck. Within the little sub-population, organisms which have the ability to make it through within the new environment might bring genes that were unusual within the main population but that triggers a small variation to behavior or morphology.

    Through repeated mating, the frequency of these, when uncommon, genes boost within the small population. This is known as the ‘founder effect’. In time, the characteristic that was determined by the gene ends up being fixed within the population, resulting in a separated species that is evolutionarily distinct from the main population.

    Example of Peripatric speciation

    The Australian bird Petroica multicolor and London Underground mosquito, a variation of the mosquito Culex pipiens, which entered the London Underground in the 19th century are examples of Peripatric speciation.

    ملخص

    The process of formation of new species is called speciation. It occurs when some populations of the same species split down and then undergo reproductive isolation. It occurs through the lapse of evolution. Geographical isolation, natural selection, chromosomal changes, reduction in gene flow are some factors responsible for speciation.

    The types of speciation depend on how much the geographical separation of the initial population contributed to gene flow. The population divided by the barrier and result in reproductive seclusion is allopatric speciation. When some members of the same species undergo genetic changes but are not separated geographically is sympatric speciation.

    When a population is continually dispersed within a geographic area with no specific barriers to gene flow is parapatric speciation. Peripatric is a type of allopatric speciation when there are fewer individuals after reproductive isolation.


    انتواع

    Speciation is how a new kind of plant or animal species is created. Speciation occurs when a group within a species separates from other members of its species and develops its own unique characteristics.

    Biology, Geography, Physical Geography

    يسرد هذا شعارات البرامج أو شركاء NG Education الذين قدموا أو ساهموا في المحتوى على هذه الصفحة. Powered by

    Speciation is how a new kind of plant or animal species is created. Speciation occurs when a group within a species separates from other members of its species and develops its own unique characteristics. The demands of a different environment or the characteristics of the members of the new group will differentiate the new species from their ancestors.

    An example of speciation is the Galápagos finch. Different species of these birds live on different islands in the Galápagos archipelago, located in the Pacific Ocean off South America. The finches are isolated from one another by the ocean. Over millions of years, each species of finch developed a unique beak that is especially adapted to the kinds of food it eats. Some finches have large, blunt beaks that can crack the hard shells of nuts and seeds. Other finches have long, thin beaks that can probe into cactus flowers without the bird being poked by the cactus spines. Still other finches have medium-size beaks that can catch and grasp insects. Because they are isolated, the birds don&rsquot breed with one another and have therefore developed into unique species with unique characteristics. This is called allopatric speciation.

    There are five types of speciation: allopatric, peripatric, parapatric, and sympatric and artificial.

    Allopatric speciation (1) occurs when a species separates into two separate groups which are isolated from one another. A physical barrier, such as a mountain range or a waterway, makes it impossible for them to breed with one another. Each species develops differently based on the demands of their unique habitat or the genetic characteristics of the group that are passed on to offspring.

    When Arizona's Grand Canyon formed, squirrels and other small mammals that had once been part of a single population could no longer contact and reproduce with each other across this new geographic barrier. They could no longer interbreed. The squirrel population underwent allopatric speciation. Today, two separate squirrel species inhabit the north and south rims of the canyon. On the other hand, birds and other species that could easily cross this barrier continued to interbreed and were not divided into separate populations.

    When small groups of individuals break off from the larger group and form a new species, this is called peripatric speciation (2). As in allopatric speciation, physical barriers make it impossible for members of the groups to interbreed with one another. The main difference between allopatric speciation and peripatric speciation is that in peripatric speciation, one group is much smaller than the other. Unique characteristics of the smaller groups are passed on to future generations of the group, making those traits more common among that group and distinguishing it from the others.

    In parapatric speciation (3), a species is spread out over a large geographic area. Although it is possible for any member of the species to mate with another member, individuals only mate with those in their own geographic region. Like allopatric and peripatric speciation, different habitats influence the development of different species in parapatric speciation. Instead of being separated by a physical barrier, the species are separated by differences in the same environment.

    Parapatric speciation sometimes happens when part of an environment has been polluted. Mining activities leave waste with high amounts of metals like lead and zinc. These metals are absorbed into the soil, preventing most plants from growing. Some grasses, such as buffalo grass, can tolerate the metals. Buffalo grass, also known as vanilla grass, is native to Europe and Asia, but is now found throughout North and South America, too. Buffalo grass has become a unique species from the grasses that grow in areas not polluted by metals. Long distances can make it impractical to travel to reproduce with other members of the species. Buffalo grass seeds pass on the characteristics of the members in that region to offspring. Sometimes a species that is formed by parapatric speciation is especially suited to survive in a different kind of environment than the original species.

    Sympatric speciation (4) is controversial. Some scientists don&rsquot believe it exists. Sympatric speciation occurs when there are no physical barriers preventing any members of a species from mating with another, and all members are in close proximity to one another. A new species, perhaps based on a different food source or characteristic, seems to develop spontaneously. The theory is that some individuals become dependent on certain aspects of an environment&mdashsuch as shelter or food sources&mdashwhile others do not.

    A possible example of sympatric speciation is the apple maggot, an insect that lays its eggs inside the fruit of an apple, causing it to rot. As the apple falls from the tree, the maggots dig in the ground before emerging as flies several months later. The apple maggot originally laid its eggs in the fruit of a relative of the apple&mdasha fruit called a hawthorn. After apples were introduced to North America in the 19th century, a type of maggot developed that only lays its eggs in apples. The original hawthorn species still only lays its eggs in hawthorns. The two types of maggots are not different species yet, but many scientists believe they are undergoing the process of sympatric speciation.

    Artificial speciation (5) is the creation of new species by people. This is achieved through lab experiments, where scientists mostly research insects like fruit flies.

    There are four major variants of speciation: allopatric, peripatric, parapatric, and sympatric.

    Illustration by Ilmari Karonen, courtesy Wikimedia. CC-BY-SA-3.0

    Holy Anolis!
    There are nearly 150 species of the small anolis lizard on the islands of the Caribbean Sea, all of which descended from as few as two initial species.

    Pretty Fly
    The Hawaiian islands are home to some of the most stunning examples of speciation. Over 1000 species of fruit fly have developed there and are found nowhere else on Earth!


    شاهد الفيديو: التنوع في الأنواع الحيوية. الأحياء. التطور وشجرة الحياة (كانون الثاني 2022).