Vorming van een soort

Soortvorming beschrijft de vorming van een of meer nieuwe soorten uit een of soms meerdere oorspronkelijke soorten. De resulterende soort staat los van de oorspronkelijke soort, waardoor typisch belemmeringen voor de voortplanting kunnen bestaan. Er zijn twee primaire mechanismen, soortvorming met en zonder geografische isolatie die respectievelijk allopatrische en sympatrische soortvorming worden genoemd.

Allopatrische soortvorming

Bij allopatrische soortvorming wordt de genenstroom tussen twee populaties van dezelfde soort voorkomen door een geografische barrière, zoals een bergketen of habitatfragmentatie. Dit staat bekend als vicariantie. Een droogte kan er bijvoorbeeld voor zorgen dat de waterstanden in een groot meer dalen, waardoor er twee of meer kleinere watermassa's overblijven waarin de bewoners van elkaar zijn afgesneden.

Eenmaal geïsoleerd, kunnen de individuen in deze populaties te maken krijgen met verschillende externe druk, zoals klimaat, beschikbaarheid van hulpbronnen of predatie. Deze verschillen in natuurlijke selectie gecombineerd met genetische drift en mutatie gedurende vele generaties van scheiding zorgen er uiteindelijk voor dat de twee populaties afzonderlijke soorten worden. Dit is waargenomen in meren met Afrikaanse cichliden, die een breed scala aan soorten vertonen, waarvan er vele waarschijnlijk zijn geëvolueerd als gevolg van allopatrie.

Verspreiding kan ook allopatrische soortvorming veroorzaken. Zo leeft de parasitaire zeeanemoonsoort Edwardsiella lineata aan de oostkust van Noord-Amerika. Het heeft een nauw verwante zustersoort, E. carnea , die leeft in de oceanen van de Zweedse en Noorse kusten. De verspreiding van E. lineata – die waarschijnlijk in hun larvale stadium gedragen worden als parasieten in kamgelei – kan tot de vestiging van een nieuwe populatie aan de Scandinavische kust hebben geleid. Deze nieuwe en genetisch geïsoleerde populatie ging in de loop van de tijd uiteen en werd een aparte soort die nu bekend staat als E. carnea .

Sympatrische soortvorming

Soortvorming kan ook plaatsvinden zonder geografische barrières. Sommige kratermeren in IJsland bevatten meerdere nieuwe nauw verwante vissoorten die vrijwel zeker door sympatrie zijn geëvolueerd, omdat geografische isolatie onmogelijk is vanwege de vorm van hun leefgebied. Sympatrische soortvorming is echter moeilijker aan te tonen. In sympatrie komen de aangesloten soorten nog steeds met elkaar in contact en kunnen kruisen en genen uitwisselen. Chromosoomrecombinatie komt waarschijnlijk vaak voor, met name in het begin van de scheiding, en breekt groepen van co-aangepaste genen, die nodig zijn voor de vorming van nieuwe soorten, op. Hoewel sympatrische soortvorming minder vaak voorkomt dan allopatrische soortvorming, zijn er voorbeelden van genetische divergentie en soortvorming in sympatrie. Veranderingen worden gedreven door factoren zoals habitatdifferentiatie, seksuele selectie en polyploïdie, die barrières opwerpen voor de uitwisseling van genetische informatie.

Sympatrische soortvorming kan optreden wanneer subgroepen van een soort evolueren om verschillende habitats of hulpbronnen in hetzelfde geografische gebied te exploiteren. Subsoorten van de middelgrote grondvink, Geospiza fortis zijn hier een voorbeeld van. Ze worden gevonden op het eiland Santa Cruz in de Galapagos en vertonen tekenen van genetische divergentie wat betreft de snavelgrootte. De morfologie van de snavel bij deze soort hebben een verschillende grootte – klein en groot – afhankelijk van de grootte en hardheid van zaden die de grondvinken consumeren (een voorbeeld van habitatdifferentiatie). Natuurlijke selectie heeft ervoor gezorgd dat vogels met een gemiddelde snavelgrootte zich niet voortplanten omdat ze minder lang in leven bleven.

Nieuwe soorten kunnen ook worden gecreëerd door polyploïdie – een mechanisme dat relatief vaak voorkomt bij planten. Meestal wordt dit veroorzaakt door willekeurige fouten tijdens de celdeling, waardoor een extra set chromosomen ontstaat. De geproduceerde polyploïde hybriden zullen waarschijnlijk niet in staat zijn om te paren met de diploïde ouders en in plaats daarvan vruchtbare nakomelingen produceren door zelfbestuiving of door te paren met andere polyploïde hybriden. Daarom kan dergelijke polyploïde soortvorming nieuwe plantensoorten genereren in een enkele generatie. Analyses suggereren dat 47% tot 100% van de bloeiende plantensoorten te wijten is aan het plaatsvinden polyploïdie op een bepaald punt in hun evolutionaire geschiedenis.