種間における交雑と遺伝子流動

部分的に隔離された種間の交雑、およびそれによって生じる遺伝子の浸透は、進化を阻害することも促進することもでき、種の境界を曖昧にし、時には新しい系統を生み出すこともあります。

Definition

交雑とは、遺伝的に異なる集団または種のメンバー間の交配であり、種間の遺伝子流動、すなわち浸透とは、ある種から別の種への遺伝物質の取り込みを指します。これらのプロセスは、種の境界が絶対的なものではなく、しばしば透過性であることを示しています。

Scope

このトピックでは、関連種が出会い交配する交雑帯、種間での対立遺伝子の浸透、適応的浸透や交雑種形成を含む交雑の進化的帰結、および遺伝子流動のゲノムパターンが種の透過性について明らかにする事柄について扱います。

Core questions

• 交雑帯とは何ですか、そしてそれは生殖的隔離について何を明らかにしますか？
• 浸透はどのようにして種間を遺伝子を移動させますか？
• 適応的浸透や交雑種形成のように、交雑が創造的な力となるのはどのような場合ですか？
• ゲノムデータは、種間の遺伝子流動の範囲と歴史をどのように明らかにしますか？

Key theories

自然の実験室としての交雑帯

関連種が出会い交配する場所では、結果として生じる交雑帯の幅と構造は、遺伝子流動と雑種に対する選択との間の均衡を反映しており、生殖障壁の強さに関する直接的な証拠を提供します。

適応的浸透と交雑種形成

浸透は種間で有益な対立遺伝子を伝達することができ、場合によっては交雑自体が新しい、生殖的に隔離された雑種系統を生み出し、遺伝子流動を単なる制約ではなく、新規性の源とします。

Mechanisms

不完全に隔離された種が接触すると、交雑帯が形成されます。その構造は、親の遺伝子型の移入と雑種に対する選択との間の均衡を反映しています。雑種が親種と戻し交配することで浸透が起こり、特定の対立遺伝子が種間を徐々に移動します。浸透した対立遺伝子の中には中立的なもの、有害で除去されるもの、そして適応的で有利なものがあります。ゲノムワイドなデータは、浸透が不均一であり、不和合性遺伝子座に近い領域では遺伝子流動に抵抗性があることを明らかにしています。稀なケースでは、交雑によって安定した雑種種が生まれることがあり、これは倍数性によるか、あるいは両親から生殖的に隔離された新しい組み合わせによるものです。

Clinical relevance

交雑と浸透は、保全において重要です。一般的な近縁種や家畜の近縁種からの遺伝子流動が絶滅危惧種を遺伝的に圧倒する可能性があり、また、関連する媒介生物や害虫種の間での殺虫剤耐性などの適応形質の拡散を理解するためにも重要です。

History

初期の研究者たちは、交雑を主に厄介なもの、あるいは進化の行き止まりと見なしていましたが、植物学者たちはその創造的な役割を古くから認識していました。1969年のEhrlichとRavenによる遺伝子流動の再評価、および2000年代以降のゲノム研究により、浸透が生命の樹全体にわたって広く存在し、時には適応的であることが確立されました。

Debates

創造的な進化的力としての交雑の重要性はどの程度か？

適応的浸透と交雑種形成が適応と多様化にどの程度貢献するのか、あるいは交雑が主に種の区別を侵食するのかについては、ゲノム証拠を用いて活発に議論されています。

Key figures

• Ernst Mayr
• Paul Ehrlich
• Peter Raven
• Loren Rieseberg

Seminal works

• coyneOrr2004
• futuyma2017
• ehrlichRaven1969

Frequently asked questions

交雑は常に種に害を与えますか？

いいえ。交雑は遺伝的攪乱を通じて希少種を脅かす可能性がありますが、種間で有益な対立遺伝子を伝達すること（適応的浸透）や、時には全く新しい雑種種を生み出すこともあります。

浸透とは何ですか？

浸透とは、交雑とそれに続く繰り返しの戻し交配を通じて、ある種の遺伝子が別の種の遺伝子プールに移動することであり、それによって、本来は異なる種の中に外来の対立遺伝子が残されます。