生殖的隔離

生殖的隔離とは、異なる種の個体間での交配の成功を妨げる生物学的障壁の総体であり、その進化は種分化の中心的な事象であるとされています。

Definition

生殖的隔離とは、集団間の遺伝子流動を減少または阻止する、遺伝可能な障壁の集合を指します。接合前隔離は受精前に作用し、接合後隔離は受精後に雑種の生存能力や繁殖能力を低下させます。

Scope

このトピックでは、生殖的障壁を接合前隔離と接合後隔離に分類すること、ドブジャンスキー・ミュラー不適合性による雑種の生存能力の低さや不妊の遺伝的基盤、接合前隔離を強化する上での強化（reinforcement）の役割、および集団が分岐するにつれて障壁がどのように蓄積されるかについて扱います。

Core questions

• 生殖的障壁はどのように接合前隔離と接合後隔離に分類されるのでしょうか？
• 雑種の生存能力の低さや不妊の遺伝的基盤は何でしょうか？
• 選択は強化（reinforcement）を通じて接合前隔離をどのように強化できるのでしょうか？
• 分岐の過程で生殖的障壁は通常どのような順序で蓄積されるのでしょうか？

Key theories

ドブジャンスキー・ミュラー不適合性

雑種の生存能力の低さや不妊は、各集団で別々に分岐し、これまで一緒に試されたことのない遺伝子間の負の相互作用から生じると考えられています。これは、どの個体も自身の系統内では不適応ではないにもかかわらず、接合後隔離を説明するものです。

強化（Reinforcement）

雑種が不適応である場合、自然選択は高コストな交雑に不利に働くことで、より強力な接合前隔離を促進し、種分化の完了を加速させる可能性があります。

Mechanisms

接合前隔離には、生態的または生息地による隔離、繁殖時期による時間的隔離、配偶者選択による行動的隔離、機械的非互換性、および配偶子隔離が含まれます。接合後隔離には、独立して進化した対立遺伝子間のドブジャンスキー・ミュラー不適合性から生じる本質的な雑種の生存能力の低さや不妊、および雑種が利用可能なニッチにうまく適応できない外的な障壁が含まれます。交雑が高コストである場合、強化（reinforcement）は接合前障壁を強化します。全体的な隔離は、すべての障壁が連続して作用する累積的な効果であるため、部分的な障壁であっても遺伝子流動を実質的に制限する可能性があります。

Clinical relevance

生殖的障壁を理解することは、家畜種と野生種間の交雑管理、害虫やベクターの種複合体の制御、および交雑が絶滅危惧種の遺伝的完全性を脅かす場合の保全上の決定に役立ちます。

History

1937年のドブジャンスキーと1940年代のミュラーは、それぞれ独立して、分岐した遺伝子間の相互作用を通じて雑種の非互換性を説明しました。後にコインとオアによる比較分析は、遺伝的距離とともに隔離がどのように蓄積するかを定量化し、強化（reinforcement）が作用する条件を明らかにしました。

Debates

強化（reinforcement）の重要性はいかほどか？

雑種に対する選択が接合前隔離の最終的な強化を一般的に推進するのか、それとも隔離が主に分岐の副産物として生じるのかについては、依然として活発な議論がなされています。

Key figures

• Theodosius Dobzhansky
• Hermann J. Muller
• Jerry Coyne
• H. Allen Orr

Seminal works

• dobzhansky1937
• coyneOrr2004
• futuyma2017

Frequently asked questions

接合前隔離と接合後隔離の違いは何ですか？

接合前障壁は交配や受精が起こるのを防ぎますが、接合後障壁は接合子が形成された後に雑種の生存能力や繁殖能力を低下させます。

なぜ多くの雑種は不妊であったり、生存能力が低かったりするのですか？

多くの場合、ドブジャンスキー・ミュラー不適合性によるものです。これは、各親種で独立して進化した遺伝子が、雑種として結合されたときにうまく相互作用しないためであり、それぞれの遺伝的背景では問題なく機能しているにもかかわらず発生します。