A szimpatikus speciáció klasszikus példája - Kamerun tavainak csicsergése - megkérdőjelezte • Alexey Opayev • Tudományos híreket a "Elemekről" • Evolúció, Ichthyology

A szimpatikus speciáció klasszikus példája – Kamerun tavainak ciklidái – megkérdőjelezték

Ábra. 1. A ciklidák fogása. A – Kamerunban található három tavak lokalizálása, ahol szimpatikus csirkefajok csokrok élnek, és halászati ​​fogások a Kameruni-hegységben nyilak). az – a csigák felfogásának helye a munka során "külső csoportként". Ábra a tárgyalt cikkbőlevolúció

Az afrikai Kamerunban található három kis vulkanikus tavakon Afrikában található ciklidákat gyakran tekintik a gerincesek szimpatikus speciációjának leginkább bizonyított példájaként. De most a területi elszigeteltség (beleértve a szimpatikus egyet) nélküli speciáció lehetősége vitatható. A korábbinál részletesebb, molekuláris genetikai analízis azt mutatta, hogy a szimpatikus fajlagosság legalábbis nem játszott jelentős szerepet a kameruni ciklidok fejlődésében.

A gerincesek szimpatikus jellegzetessége sok éven át vita tárgyát képezi. Megbeszéljük, vajon vajon létezik-e ilyen fajta fajta ebben az állatcsoportban, és ha igen, milyen széles körű. Emlékezzünk arra, hogy a fajta leggyakoribb (vagy akár csak egyetlen) mechanizmusa általában a modell földrajzi (allopatikus) vagy "módosulása".Ebben az esetben azt feltételezzük, hogy a korábban egy faj két részre történő szétválasztását legalább egy bizonyos ideig meg kell előznie térbeli elkülönítésével. Alternatív modellek, beleértve a szimpatikus speciációt is, azt sugallják, hogy a térbeli elkülönítés nem szükséges.

A vita az, hogy általában a tudósok már megfigyelik a speciáció "következményeit", és tanulmányozzák őket, és hipotéziseket készítenek a folyamat sajátosságairól. Ezért egyes esetekben ugyanaz a helyzet a szimpatikus speciáció következtében és a szokásos földrajzi környezetben is megmagyarázható – attól függően, hogy a kutató ízlelgett-e, és milyen tényekre fog figyelni.

Mindazonáltal léteznek olyan példák a zoológiában, amelyek ma a gerincesek szimpatikus speciációjának bizonyított eseteinek tekinthetők. Az egyik legnagyobb tankönyv a Kameruni vulkanikus tavainak ciklidái. Az ókori kráterekből származó tavakban élő halakat az 1990-2000-es években sokat tanulmányozták. A következő kép merült fel. A szóban forgó ciklidák olyan kis tavakban élnek, amelyek távol vannak egymástól, amelyek azonban általában hasonlóak egymáshoz.Az egyes tavakban az előre látható múltban a víz szintje nem változott, azaz egyikük sem különített el több elszigetelt tározót, ami hozzájárulhatna a halak elkülönítéséhez. A molekuláris genetikai analízis azt mutatta, hogy az egyik tóból származó halak inkább egymáshoz kapcsolódnak, mint a többi tóból származó ciklidák. Nyilvánvalónak tűnik: a megfigyelt sugárzás nem magyarázható meg, mint szimpatikus speciációval. Éppen ezért ez a példa tankönyvvé vált. Ráadásul egyes témákkal foglalkozó szakemberek véleménye szerint ez a legegyszerűbb példa a gerincesek szimpatikus specifikációjának bizonyítására.

A molekuláris genetikai elemzés adatai azonban szigorúan nem egyértelmű bizonyítékok. Végtére is, bizonyos gének hasonlósága (amit megmutattak) lehet, például a hibridizáció miatt. Ennek és más lehetőségeknek a megkülönböztetése, másfelől a szimpatikus speciáció, a genom részletesebb elemzésére van szükség a populációs genetikai módszerek alkalmazásával. Ezt egy amerikai tudósok egy csoportja tudósok végezték. Elemzés céljából a tudósok gyűjtöttek gyűjtött ciklidet (beleértve – és a tanulmány szerzőit) több afrikai expedícióra.A 25 halfaj, hogy él a három tó Kamerun, a rendelkezésére álló szakemberek azonban 24: ezek a típusok, melyek a várható szimpatrikus speciation. Összehasonlításképpen Kamerun-folyókból és más közép-afrikai régiókból származó hal gyűjteményeket használtunk (1.

Kép szimpatrikus speciation kameruni sügér, mivel úgy tűnt, hogy megvitassák a kutatás, a következő volt. A ciklidák sugárzása itt két törzs – az Oreochromini és a Coptodonini – képviselői. Az első csoport egyik típusa – Sarotherodon galilaeus – széles körben elterjedt a kameruni folyókban. Néhány millió évvel ezelőtt a Barombi Mbo tóba költözött, kb. 2,5 km átmérőjű. Itt egy 11 endemikus faj csokor esett le róla. A kor ez a sugárzás értékelték 1-2,5 millió év, amely egybeesik a kor a kráter, amely a tó partján található. Továbbá, ez ugyanaz a nézet elfoglalta egy kis (körülbelül 900 m hosszú és 600 m széles) tó Eyyagam (Ejagham), hogy honnan jött a két faj. Eyyag-tó fiatal – kora becslések szerint 10 000-100 000 év. Két faj faj tartozik a nemzetségbe Corpodonbelépett a második törzsbe – Coptodonini. Mindegyik eredetükhöz kapcsolódik a folyami kilátással. Corpodon guineensis. A sugárzás a Bermin-tó 9 endémiáját eredményezte.Ez a tó átmérője 700 m, kora pedig 100 000-2 millió év. Ezenkívül még 3 faj a nemzetségből Corpodon a már említett Eyagam-tóban található. Az Oreochromini és a Coptodonini törzsek rokonai nagyon távoliak. Ezért külön elemezték őket.

Az elemzés az egyetlen nukleotid polimorfizmus vizsgálatán alapult (SNP – Egy nukleotid polimorfizmus). Pontos nukleotidok összehasonlítása homológ szekvenciákon belül. Például a készítmény homológ szekvenciái megfigyelhetők különböző fajokban: GAGGTC, TAGGTC és AAGGTC. Így ebben a sorrendben kiderült egy SNP – az első nukleotidban. A különböző ciklid fajok DNS-szekvenálása és a későbbi analízis lehetővé tette a szerzők számára, hogy azonosítsák a 33 211-et SNP a törzs Oreochromini és 37 175 SNP a Coptodonini törzs számára. Csak azokat vették figyelembe. SNPamelyek interspecifikus különbségeket mutattak (azaz egyetlen polimorfizmust sem találtak egyetlen fajon belül ezekhez a lókuszokhoz).

Az elemzés kimutatta, hogy a monophilia nyilvánvalóan (bootstrap support – 100%) kizárólag a ciklidok esetében igazolt Coptodon az Eyagam-tótól. Három másik csokorfaj esetében a mutató értékei (valójában a monophilia valószínűsége 89%, 91% és 85%) (2.Így az egyes tóban levő ciklidok monophyly-e bizonyult szigorúan (bár nem utasítottak el). Emlékezzünk vissza, hogy a monophilia helyzete kulcsfontosságú a szimpatikus speciáció támogatóinak ebben az esetben.

Ábra. 2. Az Oreochromini törzsek filogén ciklidjai (A) és a Coptodonini (az), amelyet az elemzés alapján építettek SNP. Számok csomóban – Bootstrap támogatási értékek. Ábra a tárgyalt cikkből evolúció

A következő szakaszban a szerzők megvizsgálják az introgresszió lehetőségét – vagyis a "géncserét" (a múltban, a közelmúltban vagy a jelenben – ezeket a lehetőségeket nem lehet megkülönböztetni ezzel az elemzéssel). Az introgresszió elemzéséhez az aszimmetriát különböző fajok genetikai hasonlóságában értékelték többdimenziós statisztikák felhasználásával. Ideális esetben és az introgresszió hiányában minden faj ezen az alapon egymástól "egyenlő távolságra" lesz. És minél többet ez sérül, annál nagyobb a valószínűsége az introgressziónak.

Kiderült, hogy mind a négy fajba tartozó csokrok között introgresszió zajlott le. Ezenkívül a tó és a folyók ciklidái közötti introgressziót azonosították. És még inkább: egyes esetekben a tó bizonyos fajai sokkal inkább a folyóhoz kötődnek, mint a többi tóból.Mindezen adatok együttesen azt jelzik, hogy minden tó ciklidái történelmében valószínűleg egymást követő bevezetések voltak, esetleg azonos ősi folyami formában. Úgy képzelhető, mint ez. Az ősi forma a tóba költözött, és itt egy új faj alakult ki. Ezután ugyanaz az ősi folyóforma jött be újra, de már találkozott egy új fajjal, és így tovább. Mindezen dinamikát tovább bonyolította a lehetséges interspecifikus hibridizáció. Tekintettel a gyors fejlődésre a ciklidákban (lásd: Az evolúció gyorsulási rátája lehetővé teszi, hogy a ciklidák alkalmazkodjanak a környezet antropogén változásaihoz, "Elements", 2014.04.24.), A fenti szcenárió nem tűnik valószínűtlennek, még a tavak viszonylag rövid korát tekintve is.

Természetesen a szerzők által elért eredmények nem tudják teljesen elutasítani a szimpatikus speciáció lehetőségét Kamerun-ciklidákban. Azonban képesek voltak ésszerűen kihívást jelentenek ennek a hipotézisnek a legfontosabb tételeiről, és egy valószínűbb, "populáció", speciációs forgatókönyvre utalnak (a térbeli elkülönítéssel összefüggésben). Így még a "nyilvánvaló" példák is a gerincesek szimpatikus speciációira utalnak, hogy nem annyira "vitathatatlanok".

Forrás: Christopher H.Martin, Joseph S. Cutler, John P. Friel, Cyrille Dening Touokong, Graham Coop és Peter C. Wainwright. Megjegyezték, hogy lehetségessé válik a probléma tisztázása. evolúció. 2015. V. 69 (6). P. 1406-1422.

Az afrikai ciklideken lásd még:
1) Az evolúció gyorsasága lehetővé teszi, hogy a ciklidák alkalmazkodjanak az antropogén környezeti változásokhoz, "Elements", 2015.04.24.
2) Az afrikai halgenomok tisztázzák a gyors speciáció mechanizmusát, "Elements", 2014.09.29.
3) Ciklák – független párhuzamos evolúció élő modellje, "Elements", 14.11.2012.
4) A színes látás fejlődése az afrikai ciklidákban két utat követett, "Elements", 2009/12/29.
5) A fermentáció hajlamát afrikai halakban fedezték fel, "Elements", 07.02.2007.
6) A korlátok nem szükségesek a speciációhoz, "Elements", 2006. február 13.

Alexey Opaev


Like this post? Please share to your friends:
Vélemény, hozzászólás?

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: