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Zone ibride

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Hybrid Zones

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sometimes interbreed in regions where their habitats overlap. Hybrid zones are areas where two closely related species cohabit and interbreed. For instance, fire-bellied toads and yellow-bellied toads The offspring of such mating pairs are called hybrids. Over time, a hybrid zone may impact the involved species in three different ways: reinforcement, stability, or fusion. Reinforcement strengthens reproductive barriers, decreasing the incidence of hybrids. For example, in geographically separated populations of pied and collared flycatchers, the males have similar plumage. However, in a hybrid zone between the two species, the males evolved distinct plumage colorations that reliably attract females of their species. When hybrids occasionally form, the resulting females are sterile, and males struggle to attract mates. The reduced fitness of hybrid flycatchers and the reproductive barrier between pied and collared flycatchers thus reinforces divergence. Fusion involves the weakening of reproductive barriers until two species become one. Lake Victoria cichlid females, for example, prefer to mate with males of the same species that display a particular color. However, the lake’s murky, polluted water conditions reduced female cichlids’ ability to differentiate between males of the same species and those of closely related species. Hybrid cichlids’ fitness was not strongly affected, and the weak reproductive barrier between cichlid species ultimately yielded a single species through fusion. Stability occurs when hybrids continue to survive and reproduce. For example, in the hybrid zone between yellow-bellied toads and fire-bellied toads, hybrid toads continue to exist despite being less fit than either parent species. Since reproductive barriers are not strong enough to prevent hybrids or weak enough to allow fusion into a single species, hybrids continue to stably exist. Hybrid zones influence the outcomes of speciation by testing the reproductive barriers between closely related species. Depending on the fitness of the hybrids, hybrid zones may either reinforce reproductive barriers between species, fuse species, or stabilize them.

30.5:

Zone ibride

Le zone ibride sono regioni strette in cui due specie strettamente correlate interagiscono, si accoppiano e producono ibridi. Rispetto a una delle specie principali, gli ibridi possono possedere differenze fenotipiche o genetiche distinte che influenzano la loro sopravvivenza e il successo riproduttivo. Le varianze genetiche introdotte dall’ibridazione influenzano la diversità delle specie e i processi di speciazione all’interno della zona ibrida.

Il flusso genico e la selezione naturale sono meccanismi evolutivi che modellano il risultato di una zona ibrida. Il flusso genico distribuisce, omogeneizza e preserva la variazione genetica tra le popolazioni, mentre la selezione naturale riduce la variazione genetica favorendo solo gli individui più in forma in una popolazione. Così, se emerge una barriera allo scambio genetico, la popolazione isolata diventa più distinta o si diverge.

Tuttavia, se tale barriera si rompe, la popolazione e la sua controparte precedentemente isolata possono incrociarsi e produrre ibridi. A seconda dell’idoneità ibrida, le popolazioni possono: (1) ridurre il flusso genico ibrido rafforzando la selezione contro gli ibridi, (2) promuovere il flusso genico ibrido, causando la fusione stabilita delle popolazioni padre-ibride, o (3) preservare il flusso genico, consentendo alle popolazioni padre e ibride di esistere stabilmente.

Le zone ibride seguono il contatto tra specie primarie o secondarie. La maggior parte delle zone ibride sono il risultato del contatto secondario, in cui due popolazioni geograficamente separate ristabiliscono il flusso genico. Il contatto primario, anche se meno comune, comporta la selezione naturale tra le popolazioni vicine all’interno di un intervallo geografico condiviso. Poiché il contatto primario e secondario produce esiti genetici e fenotipici simili, i due sono difficili da distinguere.

Gli scienziati possono osservare la frequenza di un gene o di un fenotipo, o cline, in un’area geografica. Le frequenze possono cambiare bruscamente nella zona ibrida, creando una clina a gradini. Ad esempio, la frequenza dei geni specifici dei toadi dal ventre di fuoco diminuisce da quasi il 100% nella sua gamma geografica al 50% nella zona ibrida allo 0% all’interno della gamma di toade dal ventre giallo. Le linee riflettono il flusso genico o la selezione naturale che colpisce le popolazioni di incroci.

Le zone ibride sono laboratori naturali per studiare i meccanismi e i processi coinvolti nella divergenza e nella speciazione. L’ibridazione crea una variazione genetica che produce nuovi adattamenti e, quindi, la diversità delle specie. Gli scienziati possono analizzare più clini per caratterizzare il flusso genico e la selezione naturale che si verificano all’interno di una zona ibrida. Questa conoscenza consente agli scienziati di stimare meglio l’impatto dei diversi fattori sulle specie e sulle popolazioni.

Leitura Sugerida

Elgvin, Tore O., Cassandra N. Trier, Ole K. Tørresen, Ingerid J. Hagen, Sigbjørn Lien, Alexander J. Nederbragt, Mark Ravinet, Henrik Jensen, and Glenn-Peter Sætre. 2017. “The Genomic Mosaicism of Hybrid Speciation.” Science Advances 3 (6): e1602996. [Source]

Blanckaert A, Bank C. 2018. “In search of the Goldilocks zone for hybrid speciation.” PLoS Genet 14 (9): e1007613. [Source]