Chapter 30: Speciation and Diversity

Back to chapter

30.4:

Türleşme Genetiği

JoVE Core
Biologie

Un abonnement à JoVE est nécessaire pour voir ce contenu. Connectez-vous ou commencez votre essai gratuit.

JoVE Core Biologie

Genetics of Speciation

Vidéo précédente
30.3: Speciation Rates

Vidéo suivante
30.5: Hybrid Zones

Langues

Diviser

English العربية 中文 Nederlands français Deutsch עברית italiano 日本語 한국어 português русский español Türkçe

Yeni türlerin evrimsel oluşumu, bir veya daha fazla popülasyondaki genetik değişikliklerle ilişkilidir. Genetik değişiklikler bir organizmanın moleküler kompozisyonunu, davranışını ve fiziksel yapısını değiştirerek türlerin ayrılmasına yol açan genetik bariyerler oluşturabilir. Örneğin, çiçekli bitki cinsi Petunya türlerinde, tek bir gen çiçek rengini kodlar. Bu genin değiştirilmesi böyle bir genetik engel oluşturabilir. Çiçek rengi, hangi tozlaştırıcının çiçeği ziyaret ettiğini belirleyebilir ve farklı çiçek renklerine sahip popülasyonların üreme izolasyonuna etkili bir şekilde neden olabilir. Yalnız arı türleri mor çiçekler ile tozlaştırır, sinek kuşları türleri parlak kırmızı çiçekler ile tozlaştırır ve şahin güveleri beyaz çiçekleri olanları tozlaştırır. Sonunda, farklı Petunya türleri gelişti. Başka bir genetik engel, bir organizmanın toplam kromozom içeriğinin değiştirilmesidir. Örneğin, farklı Tragopogon bitkilerinin türlerinin ırk karışımı veya melezlenmesi yeni Tragopogon türlerinin oluşumuna yol açmıştır. Melez yavrular ikiden fazla homolog kromozom setine sahip olduklarından, doğurgan olmalarına ragmen, her iki ana türle de çoğalamazlar. Konakçı organizmaların genomunun ve onunla ilişkili tüm simbiyotik mikropların genomlarının spesifik kombinasyonu bile genetik bariyerler oluşturabilir ve sonuçta türleşmeye yol açabilir. Örneğin, bazı Nasonia yaban arısı türleri arasındaki çaprazlamada, yavruların ‘ı larva gelişimi sırasında yok olur. Deneyler, bu hibrit ölümcüllüğün, eşekarısı genomu ve onun ikamet eden bakteri toplulukları arasındaki etkileşimlerden kaynaklandığını, gen-mikrop etkileşimlerinin üremeyi önleyerek türlerin ayrılmasını nasıl koruyabildiğini göstermektedir. Genetiğin türleşme rolü aktif bir araştırma alanı olmakla birlikte, tek genleri, genom bileşimini ve çoklu genomların etkileşimini kapsayan genetik değişiklikler üreme izolasyonuna ve türleşmesine katkıda bulunabilir.

30.4:

Türleşme Genetiği

Türleşme, üreme ile izole edilmiş popülasyon grupları olan yeni, farklı türlerin oluşumuyla sonuçlanan evrimsel süreçtir.

Türleşmenin genetiği, gen değişimini önleyen ve üreme izolasyonuna yol açan farklı özellikleri veya izolasyon mekanizmalarını içerir. Üreme izolasyonu, bir zigot oluşumundan önce veya sonra etkileri olan üreme bariyerlerine bağlı olabilir. Pre-zigotik mekanizmalar döllenmenin oluşmasını önler ve post-zigotik mekanizmalar melez yavruların canlılığını veya üreme kapasitesini azaltır.

Örneğin, pre-zigotik mekanizmalar bir organizmanın yaşam döngüsünün başında hareket eder, gen akışına en güçlü engeli uygular ve olumsuz çiftleşme kombinasyonlarını önler. Bazı çiftleşme kombinasyonları melez bireyler üretir. Doğal seleksiyon, düşük sağlığa sahip melezlerin üretimine karşı çalışabilir, böylece iki tür arasındaki üreme izolasyonunu arttırır.

Post-zigotik üreme engelleri melezlerin içsel cansızlığı nedeniyle olabilir. Anormal ploidi düzeyleri, farklı kromozom yerleşimi veya alellerin düzgün çalışmadığı gen uyumsuzluklarından kaynaklanan genetik komplikasyonlar, melezlerde farklı genetik yapı ve alternatif gelişimsel yollara katkıda bulunur. Bu genetik değişiklikler hem bitkileri hem de hayvanları etkilemiş, zigotik izolasyon ve türleşmeye yol açar.

Epistazis veya allelik olmayan gen etkileşimleri, türleşmeye katkıda bulunan ayırt edici bir özelliktir. Bir gen varyantının etkisi, ortaya çıktığındaki genetik arka plana bağlıdır. Örneğin, aynı türün üyeleri normal bir fenotip yol açan bir alel melez genetik ortamda kötü çalışabilir. Bu melez zayıflık da üreme izolasyonu ve türleşmeye yol açabilir.

Suggested Reading

Dagilis, Andrius J., Mark Kirkpatrick, and Daniel I. Bolnick. "The Evolution of Hybrid Fitness during Speciation." PLoS Genetics 15, no. 5 (2019): E1008125. [Source]

Magurran, A. E., R. M. May, Jerry A. Coyne, and H. Allen Orr. "The Evolutionary Genetics of Speciation." Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 353, no. 1366 (1998): 287-305. [Source]

Wade, M. J. "A Gene's Eye View of Epistasis, Selection and Speciation." Journal of Evolutionary Biology 15, no. 3 (2002): 337-46. [Source]