종간 교잡과 유전자 흐름

부분적으로 격리된 종들 간의 교잡과 그로 인해 발생하는 유전자 이입은 진화를 저해하기도 하고 촉진하기도 하여, 종의 경계를 모호하게 하고 때로는 새로운 혈통을 생성하기도 합니다.

Definition

교잡은 유전적으로 구별되는 개체군 또는 종 구성원 간의 이종교배이며, 종간 유전자 흐름 또는 유전자 이입은 한 종의 유전 물질이 다른 종으로 유입되는 결과입니다. 이러한 과정들은 종의 경계가 절대적이기보다는 종종 투과적임을 보여줍니다.

Scope

이 주제는 관련 종들이 만나 이종교배하는 교잡대, 종 경계를 넘나드는 대립유전자 이입, 적응적 유전자 이입 및 교잡종 분화를 포함한 교잡의 진화적 결과, 그리고 유전자 흐름의 유전체 패턴이 종의 투과성에 대해 밝히는 바를 다룹니다.

Core questions

• 교잡대란 무엇이며, 생식적 격리에 대해 무엇을 밝혀줍니까?
• 유전자 이입은 어떻게 종 경계를 넘어 유전자를 이동시킵니까?
• 적응적 유전자 이입이나 교잡종 분화에서처럼 교잡이 창조적인 힘이 되는 경우는 언제입니까?
• 유전체 데이터는 종간 유전자 흐름의 범위와 역사를 어떻게 밝혀줍니까?

Key theories

자연 실험실로서의 교잡대

관련 종들이 만나 이종교배하는 곳에서, 결과로 나타나는 교잡대의 폭과 구조는 유전자 흐름과 잡종에 대한 선택 사이의 균형을 반영하며, 생식 장벽의 강도에 대한 직접적인 증거를 제공합니다.

적응적 유전자 이입과 교잡종 분화

유전자 이입은 종들 사이에 유익한 대립유전자를 전달할 수 있으며, 어떤 경우에는 교잡 자체가 새로운, 생식적으로 격리된 잡종 혈통을 생성하여 유전자 흐름이 단순한 제약이 아니라 새로움의 원천이 되게 합니다.

Mechanisms

불완전하게 격리된 종들이 접촉하면 교잡대가 형성되는데, 이 교잡대의 구조는 부모 유전자형의 유입과 잡종에 대한 선택 사이의 균형을 반영합니다. 잡종이 부모 종과 역교배하는 것은 유전자 이입을 가능하게 하는데, 이는 특정 대립유전자가 종 경계를 넘어 점진적으로 이동하는 것입니다. 일부 이입된 대립유전자는 중립적이거나, 일부는 해로워서 제거되거나, 일부는 적응적이어서 선호됩니다. 전장 유전체 데이터는 유전자 이입이 불균일하며, 비적합성 유전자좌 근처의 영역은 유전자 흐름에 저항적임을 보여줍니다. 드문 경우에, 교잡은 배수성 또는 양쪽 부모와 생식적으로 격리된 새로운 조합을 통해 안정화된 교잡종을 생성합니다.

Clinical relevance

교잡과 유전자 이입은 보존에 중요합니다. 흔한 친척이나 가축 친척으로부터의 유전자 흐름이 멸종 위기종을 유전적으로 압도할 수 있기 때문입니다. 또한 관련 매개체 또는 해충 종들 사이에서 살충제 저항성과 같은 적응적 특성의 확산을 이해하는 데에도 중요합니다.

History

초기 연구자들은 교잡을 주로 성가시거나 진화적 막다른 길로 보았지만, 식물학자들은 식물에서 교잡의 창조적 역할을 오랫동안 인식해 왔습니다. Ehrlich와 Raven의 1969년 유전자 흐름 재평가와 2000년대 이후의 유전체 연구는 유전자 이입이 생명나무 전반에 걸쳐 널리 퍼져 있으며 때로는 적응적임을 확립했습니다.

Debates

창조적인 진화적 힘으로서 교잡의 중요성은 어느 정도입니까?

적응적 유전자 이입과 교잡종 분화가 적응과 다양화에 기여하는 정도가, 교잡이 주로 종의 구별성을 침식하는 것과 대조적으로 어느 정도인지는 유전체 증거를 통해 활발히 논의되고 있습니다.

Key figures

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

Seminal works

• coyneOrr2004
• futuyma2017
• ehrlichRaven1969

Frequently asked questions

교잡은 항상 종에 해를 끼칩니까?

아닙니다. 교잡은 유전적 압도(genetic swamping)를 통해 희귀종을 위협할 수 있지만, 종들 사이에 유익한 대립유전자를 전달할 수도 있고(적응적 유전자 이입), 때로는 완전히 새로운 잡종 종을 만들어내기도 합니다.

유전자 이입이란 무엇입니까?

유전자 이입은 교잡에 이은 반복적인 역교배를 통해 한 종의 유전자가 다른 종의 유전자 풀로 이동하는 것으로, 이로 인해 외래 대립유전자가 다른 종에 남게 됩니다.