Wat zijn soorten?

Overzicht

Een soort is een groep organismen die zich kruisen en vruchtbare nakomelingen voortbrengen. Doorgaans lijken individuen van dezelfde soort op elkaar en delen ze gemeenschappelijke kenmerken vanwege hun sterk vergelijkbare genomen. Niet alle organismen die op elkaar lijken, zijn echter leden van dezelfde soort. Verschillende mechanismen houden de meeste soorten discreet. Terwijl sommige mechanismen voortplantingsgedrag en bevruchting verhinderen (pre-zygotische isolatie), voorkomen andere de productie van vruchtbare nakomelingen nadat de paring heeft plaatsgevonden (post-zygotische isolatie).

De verschijning van een soort

Hoewel individuen van een enkele soort doorgaans erg op elkaar lijken, is variatie in kleur of morfologie niet ongebruikelijk. De gewone muurhagedis, Podarcis muralis, heeft bijvoorbeeld zes verschillende vormen die variëren naargelang de kleur van hun keel en onderbuik.

De monarch- en onderkoningvlinders zijn twee genetisch verschillende soorten die op elkaar lijken en leven in gemeenschappelijke habitats, en zijn beide onverteerbaar voor roofdieren. Dit is een evolutionaire strategie die bekend staat als Müller’s mimicry – de soort deelt waarschuwingssignalen, zoals hun feloranje en zwarte uiterlijk, om gemeenschappelijke roofdieren effectiever te informeren over hun toxiciteit.

Pre-zygotische isolatie

Fenomenen die paring of bevruchting voorkomen, worden pre-zygotische isolatiemechanismen genoemd. Geografisch isolatie en ecologisch isolatie zijn twee voorbeelden van milieubarrières. In het geval van geografische isolatie zouden twee vogelsoorten in verschillende bossen aan weerszijden van een onbegaanbare bergketen kunnen leven; ecologische isolatie zou een insectensoort kunnen zijn die uitsluitend in de boomtoppen leeft, terwijl een andere in de bodem leeft.

Er kunnen ook gedragsredenen zijn waarom een soort geïsoleerd blijft. Verschillen in paringsrituelen of communicatie kunnen hier voorbeelden van zijn. Bij paradijsvogels trekken mannetjes van verschillende soorten vrouwelijke soortgenoten aan het nieuwe dansen. Soorten met temporale isolatie worden uit elkaar gehouden door verschillende timing van dagelijkse routines of broedseizoenen. De roodpootkikker Rana aurora heeft bijvoorbeeld een broedseizoen van januari tot maart, maar zijn naaste verwant, de geelpootkikker, Rana boylii , broedt van eind maart tot mei.

De fysieke kenmerken van verschillende soorten kunnen pre-zygotisch isolatie veroorzaken. Insecten kunnen een reeks verschillende genitale morfologieën vertonen, wat betekent dat ze alleen fysiek kunnen paren met leden van hun soort – ook wel mechanische isolatie genoemd. Ten slotte is het voorkomen van gametenfusie vaak de laatste pre-zygotische barrière die kan worden beheerst door mechanismen zoals het voorkomen van de groei van stuifmeelbuizen in planten, of door het versmelten met of doordringen van de buitenste lagen van een eicel te voorkomen.

Post-zygotische isolatie

Wanneer individuen van verschillende soorten pre-zygotische isolatie overwinnen, kan post-zygotische isolatie voorkomen dat de resulterende nakomelingen overleven of reproduceren. In sommige gevallen kan een zygoot worden gevormd, maar het embryo is niet levensvatbaar vanwege incompatibel genetisch materiaal en sterft dus. Dit wordt hybride onschendbaarheid genoemd.

Sommige hybride embryo's kunnen echter overleven om vruchtbaarheid te bereiken. Paarden en ezels kunnen bijvoorbeeld worden gekruist om muilezels te produceren. Maar omdat paarden en ezels verschillende chromosoomnummers hebben (respectievelijk 64 en 62), hebben hun hybride nakomelingen een oneven aantal chromosomen (63) die niet in gelijke aantallen in gameten kunnen worden gesorteerd, waardoor de hybriden onvruchtbaar worden. Deze post-zygotische barrière wordt ook waargenomen bij kruisingen tussen zebra's en paarden of ezels.

Als hybriden overleven en volwassen worden en copuleren, kunnen niet-genetische factoren de voortplanting voorkomen. Hybriden van de zustersoort Drosophila pavani en D. gaucha produceren levensvatbare gameten. De hybriden zijn echter niet in staat om nakomelingen te creëren: het sperma van hybride mannetjes kan niet overleven in de spermareceptoren van het vrouwtje van de ouders of een andere hybride, noch is het sperma van een van de ouders in staat om te overleven in een hybride vrouwtje.

Andere post-zygotische factoren kunnen de levensvatbaarheid van hybriden beïnvloeden. Hybride genomen bevatten materiaal van twee verschillende soorten en kunnen daarom verschillende genen en chromosomen bevatten die niet harmonieus werken bij het nageslacht, wat resulteert in duidelijke fitnesskosten. Planten vormen in sommige gevallen een uitzondering. Over het algemeen zorgen pre- en post-zygotische isolatiemechanismen ervoor dat de meeste soorten verschillend blijven.