Способы видообразования

Способы видообразования классифицируют расхождение популяций на виды в соответствии с их географическим положением и задействованными генетическими механизмами, от полного разделения до перекрывающихся ареалов.

Definition

Способы видообразования — это категории, описывающие условия, при которых происходит видообразование, определяемые в первую очередь пространственными отношениями и результирующим потоком генов между расходящимися популяциями. Аллопатрическое видообразование включает географическое разделение, тогда как симпатрическое видообразование происходит без него.

Scope

Эта тема охватывает географические способы видообразования: аллопатрическое, перипатрическое, парапатрическое и симпатрическое, роль потока генов в противодействии или разрешении дивергенции, а также особые механизмы, такие как полиплоидия и экологическое видообразование, которые могут быстро порождать виды.

Core questions

• Чем отличаются аллопатрическое, перипатрическое, парапатрическое и симпатрическое видообразование?
• Почему поток генов затрудняет дивергенцию и как его можно преодолеть?
• Как полиплоидия может порождать новые виды за одно поколение?
• Что такое экологическое видообразование и как дивергентный отбор движет им?

Key theories

Аллопатрическое видообразование

Географическое разделение устраняет поток генов, позволяя популяциям расходиться путем отбора и дрейфа до тех пор, пока репродуктивная изоляция не разовьется как побочный продукт; это наиболее подтвержденный способ.

Экологическое видообразование

Дивергентный естественный отбор между средами стимулирует эволюцию репродуктивной изоляции, поэтому адаптация к различным нишам может порождать новые виды даже при некотором потоке генов.

Mechanisms

При аллопатрическом видообразовании географический барьер разделяет ареал, и изолированные популяции расходятся независимо. Перипатрическое видообразование включает небольшую периферийную изоляцию, где дрейф и отбор действуют сильно. Парапатрическое видообразование происходит в пределах непрерывного ареала с ограниченным потоком генов вдоль экологического градиента, а симпатрическое видообразование происходит в пределах одной области, несмотря на гомогенизирующее давление потока генов, обычно требуя сильного дизруптивного отбора и ассортативного скрещивания. Полиплоидия создает мгновенную репродуктивную изоляцию посредством удвоения хромосом, особенно у растений, а экологическое видообразование возникает, когда дивергентный отбор создает барьеры как побочный эффект местной адаптации.

Clinical relevance

Определение способа видообразования у вредителей, переносчиков и комплексов культурных растений с дикими сородичами информирует об управлении, в то время как быстрые способы, такие как полиплоидия и экологическое видообразование, важны в селекции растений и в прогнозировании того, как организмы реагируют на изменения окружающей среды.

History

Майр отстаивал аллопатрическое и перипатрическое видообразование в рамках современного синтеза. Статья Эрлиха и Рейвена 1969 года поставила под сомнение предполагаемую силу потока генов в поддержании целостности видов, что помогло открыть путь для парапатрических и экологических моделей, которые получили эмпирическую поддержку с 1990-х годов.

Debates

Может ли видообразование происходить в симпатрии?

Вопрос о том, часто ли новые виды возникают без какого-либо географического разделения, остается спорным; теория показывает, что это возможно при сильном дизруптивном отборе, но четкие эмпирические примеры относительно редки.

Key figures

• Ernst Mayr
• Paul Ehrlich
• Peter Raven
• Dolph Schluter

Seminal works

• coyneOrr2004
• ehrlichRaven1969
• futuyma2017

Frequently asked questions

Какой способ видообразования наиболее распространен?

Аллопатрическое видообразование, обусловленное географическим разделением, является наиболее широко задокументированным и принятым способом, хотя парапатрическое и экологическое видообразование получают все большее признание.

Как новый вид растений может образоваться за одно поколение?

Через полиплоидию: удвоение числа хромосом может сделать особь немедленно репродуктивно несовместимой со своими родителями, создавая новый вид за один шаг, что часто встречается у растений.