هیبریداسیون و جریان ژن بین گونهها
هیبریداسیون بین گونههای تا حدی جدا شده، و درونگرایی ژنهایی که تولید میکند، هم میتواند مانع تکامل شود و هم به آن کمک کند، مرزهای گونهای را محو کرده و گهگاه دودمانهای جدیدی ایجاد کند.
Definition
هیبریداسیون آمیزش بین اعضای جمعیتها یا گونههای از نظر ژنتیکی متمایز است، و جریان ژن بین گونهها، یا درونگرایی (introgression)، ادغام مواد ژنتیکی حاصل از یک گونه در گونه دیگر است. این فرآیندها نشان میدهند که مرزهای گونهای اغلب نفوذپذیر هستند تا مطلق.
Scope
این موضوع مناطق هیبریدی را پوشش میدهد که در آن گونههای خویشاوند با هم ملاقات کرده و آمیزش میکنند، درونگرایی آللها در سراسر مرزهای گونهای، پیامدهای تکاملی هیبریداسیون از جمله درونگرایی تطبیقی و گونهزایی هیبریدی، و آنچه الگوهای ژنومی جریان ژن در مورد نفوذپذیری گونهها آشکار میکنند.
Core questions
- مناطق هیبریدی چیستند و چه چیزی را در مورد جدایی تولیدمثلی آشکار میکنند؟
- درونگرایی چگونه ژنها را در سراسر مرزهای گونهای جابجا میکند؟
- چه زمانی هیبریداسیون یک نیروی خلاق است، مانند درونگرایی تطبیقی یا گونهزایی هیبریدی؟
- دادههای ژنومی چگونه وسعت و تاریخچه جریان ژن بین گونهها را آشکار میکنند؟
Key theories
- مناطق هیبریدی به عنوان آزمایشگاههای طبیعی
- در جایی که گونههای خویشاوند با هم ملاقات کرده و آمیزش میکنند، عرض و ساختار منطقه هیبریدی حاصل منعکسکننده تعادل بین جریان ژن و انتخاب علیه هیبریدها است و شواهد مستقیمی در مورد قدرت موانع تولیدمثلی ارائه میدهد.
- درونگرایی تطبیقی و گونهزایی هیبریدی
- درونگرایی میتواند آللهای مفید را بین گونهها منتقل کند، و در برخی موارد خود هیبریداسیون دودمانهای هیبریدی جدید و از نظر تولیدمثلی جدا شده را تولید میکند، که جریان ژن را به جای تنها یک محدودیت، منبعی از نوآوری میسازد.
Mechanisms
هنگامی که گونههای ناقصاً جدا شده با یکدیگر تماس پیدا میکنند، مناطق هیبریدی را تشکیل میدهند که ساختار آنها منعکسکننده تعادل بین مهاجرت ژنوتیپهای والدینی و انتخاب علیه هیبریدها است. آمیزش برگشتی هیبریدها با گونههای والدینی امکان درونگرایی را فراهم میکند، یعنی انتقال تدریجی آللهای خاص در سراسر مرز گونهای؛ برخی از آللهای درونگرا خنثی هستند، برخی مضر و حذف میشوند، و برخی تطبیقی و مورد پسند قرار میگیرند. دادههای سراسر ژنوم نشان میدهند که درونگرایی ناهموار است، و مناطقی در نزدیکی جایگاههای ناسازگاری در برابر جریان ژن مقاوم هستند. در موارد نادرتر، هیبریداسیون گونههای هیبریدی تثبیت شده را تولید میکند، یا از طریق پلیپلوئیدی یا از طریق ترکیبهای جدیدی که از نظر تولیدمثلی از هر دو والد جدا شدهاند.
Clinical relevance
هیبریداسیون و درونگرایی برای حفاظت اهمیت دارند، جایی که جریان ژن از خویشاوندان رایج یا اهلی میتواند گونههای در معرض خطر را از نظر ژنتیکی غرق کند، و برای درک گسترش صفات تطبیقی مانند مقاومت به حشرهکشها در میان گونههای ناقل یا آفت خویشاوند.
History
محققان اولیه هیبریداسیون را عمدتاً به عنوان یک مزاحمت یا بنبست تکاملی میدیدند، اما گیاهشناسان مدتها نقش خلاقانه آن را در گیاهان تشخیص داده بودند. ارزیابی مجدد جریان ژن توسط ارلیش و ریون در سال ۱۹۶۹، و مطالعات ژنومی از دهه ۲۰۰۰ به بعد، نشان داد که درونگرایی گسترده است و گاهی اوقات در سراسر درخت زندگی تطبیقی است.
Debates
- اهمیت هیبریداسیون به عنوان یک نیروی تکاملی خلاق چقدر است؟
- میزان مشارکت درونگرایی تطبیقی و گونهزایی هیبریدی در سازگاری و تنوع، در مقابل اینکه هیبریداسیون عمدتاً تمایز را از بین میبرد، با شواهد ژنومی به طور فعال مورد بحث است.
Key figures
- Ernst Mayr
- Paul Ehrlich
- Peter Raven
- Loren Rieseberg
Related topics
Seminal works
- coyneOrr2004
- futuyma2017
- ehrlichRaven1969
Frequently asked questions
- آیا هیبریداسیون همیشه به گونهها آسیب میرساند؟
- خیر. در حالی که هیبریداسیون میتواند گونههای نادر را از طریق غرق شدن ژنتیکی تهدید کند، همچنین میتواند آللهای مفید را بین گونهها منتقل کند (درونگرایی تطبیقی) و گهگاه گونههای هیبریدی کاملاً جدیدی ایجاد کند.
- درونگرایی چیست؟
- درونگرایی حرکت ژنها از یک گونه به خزانه ژنی گونه دیگر از طریق هیبریداسیون و سپس آمیزش برگشتی مکرر است که آللهای بیگانه را در یک گونه که در غیر این صورت متمایز است، باقی میگذارد.