Ewolucjonizm dla studiów biologiczno-geograficznych
i ochrony środowiska

Specjacja:

• Na świecie istnieje obecnie najprawdopodobniej między 10 mln i 80 mln gatunków.

• Żyjące gatunki stanowią około 0,1% wszystkich gatunków jakie kiedykolwiek żyły

• Zatem powstało w ciągu 3,6 mld lat trwania życia na Ziemi 10-80 mld gatunków

• Tempo powstawania gatunków (specjacji) było znacznie większe w fanerozoiku niż w prekambrze

• Tempo specjacji było szczególnie duże w kenozoiku

• Zatem w tym okresie powstawało (powstaje?) kilka do kilkunastu gatunków dziennie.

• Są to grube oszacowania, różnica o rząd wielkości by mnie nie zaskoczyła.

• Dzieło Darwina „O powstawaniu gatunków” jest w dużej mierze nie na temat:

• Darwin zajmuje się głównie zmiennością i doborem naturalnym

• Pisze niewiele o specjacji, nie podaje precyzyjnych mechanizmów, uważa, że stopniowe pogłębianie się różnic musi automatycznie prowadzić do powstania odrębnych gatunków.

Mechanizmy izolacyjne:

• Mechanizmy izolacyjne są niezbędne, by mówić o odrębnych gatunkach (biologiczna koncepcja gatunku)

• Mechanizmy te dzielimy na

  • postzygotyczne (mieszańce niepłodne lub o mocno ograniczonej płodności lub żywotności

  • prezygotyczne (nie dochodzi do zapłodnienia, najczęściej partnerzy z innych gatunków się nie akceptują)

• W przypadku braku rozmnażania płciowego pojęcie gatunku staje się umowne, jednak typy morfologiczne układają się w klasy, na podobieństwo gatunków.

• Ogromne problemy z decyzją, czy dwie formy kopalne należą do tego samego gatunku, czy nie.

Ogólny schemat specjacji:

• Przesunięcia kół - stopień izolacji genetycznej

• Różnice odcieni - różnice morfologiczne

• 1,2,3 - różne stadia specjacji

Specjacja allopatryczna:

• Stadium A - początek różnicowania po powstaniu bariery

• Stadium B - dobór w różnych kierunkach

• Stadium C - izolacja rozrodcza po zniknięciu bariery

• Uwaga: izolacja rozrodcza nie musi być w stadium C pełna, czasem ulega stopniowemu wzmocnieniu, ale zdarzają się trwałe strefy mieszańcowe

Specjacja perypatryczna:

• Niewielka izolowana populacja powstaje na granicy zasięgu lub w wyniku kolonizacji.

• Efekt założyciela i dryf genetyczny zapoczątkowują dywergencję genetyczną w stosunku do populacji macierzystej.

• Różnice środowiskowe pogłębiają różnice genetyczne (inne kierunki doboru).

• Bariera geograficzna nie musi być pełna - ograniczony przepływ genów nie spowoduje zahamowania powstawania różnic.

• Badania empiryczne nad rolą dryfu w specjacji u Drosophila patrz „Zarys mechanizmów ewolucji” str. 263

Specjacja sympatryczna:

• Zachodzi bez izolacji geograficznej

• Dwa sposoby:

  • specjacja stopniowa

  • specjacja skokowa

• Specjacja stopniowa

  • Nie jest pewne, czy odgrywa istotną rolę

  • Mechanizm - dobór rozrywający sprzęgający się z wybiórczym kojarzeniem

  • Teoretycznie wybiórcze kojarzenie może wyewoluować nawet przy selekcji przeciwko heterozygotom

Specjacja skokowa:

• Mechanizm - mutacje chromosomowe, przede wszystkim poliploidyzacja, czasem inwersje obejmujące centromer i fuzje Robertsona

• Autopoliploidyzacja - poliploidyzacja własnych chromosomów.

• Allopoliploidyzacja - najpierw hybrydyzacja dwóch gatunków, potem podwojenie liczby chromosomów

• Allopoliploidyzacja częściej prowadzi do specjacji

• U roślin okrytozalążkowych 70-80% gatunków powstało wskutek hybrydyzacji; dotyczy to też roślin hodowlanych.

  • sprzyja temu: aseksualna reprodukcja i zdolność do samozapłodnienia