Contoh klasik spesiasi sympatric - cichlids daripada tasik Cameroon - dipersoalkan • Alexey Opayev • Berita Sains mengenai "Unsur" • Evolusi, Ichthyology

Contoh klasik spesiasi sympatric – cichlids daripada tasik Cameroon – dipersoalkan

Rajah. 1. Tempat penangkapan cichlids. A – penyetempatan tiga tasik di Cameroon, di mana bunga dari spesies cichlid sympatric hidup, dan tapak tangkapan ikan di sungai-sungai gunung Cameroon (ditunjukkan anak panah). In – tempat tangkapan cichlids yang digunakan dalam kerja sebagai "kumpulan luar". Gambar dari artikel dibincangkan diEvolusi

Cichlids yang terdapat di Afrika di tiga tasik gunung berapi kecil di Cameroon sering dianggap sebagai contoh yang paling terbukti spesi sympatric dalam vertebrata. Tetapi kini kemungkinan spesiasi tanpa pengasingan ruang (termasuk sympatric one) boleh dibahaskan. Lebih terperinci daripada sebelumnya, analisis genetik molekul menunjukkan bahawa spesi sympatric sekurang-kurangnya tidak memainkan peranan penting dalam evolusi cichlids Cameroon.

Spesiasi sympatric dalam vertebrata telah menjadi subjek perbincangan selama bertahun-tahun. Ia dibincangkan sama ada spesi tersebut wujud sama sekali dalam kumpulan haiwan ini, dan jika ya, betapa luasnya ia. Ingat bahawa mekanisme spesiasi yang paling biasa (atau hanya satu-satunya) adalah, secara amnya, geografi (allopatrik) atau "pengubahsuaian" model ini.Dalam kes ini, diandaikan bahawa pembahagian spesies sebelum ini menjadi dua harus didahului untuk sekurang-kurangnya beberapa waktu oleh pengasingan ruang mereka. Model alternatif, termasuk spesiasi sympatrik, menunjukkan bahawa pengasingan ruang tidak diperlukan.

Perdebatan adalah, sebagai peraturan, para saintis sudah melihat "akibat" spesiasi dan, mengkaji mereka, membina hipotesis mengenai ciri-ciri proses itu sendiri. Oleh itu, dalam beberapa keadaan, keadaan yang sama dapat dijelaskan baik sebagai hasil dari spesiasi sympatric, dan dalam kerangka geografi yang biasa, bergantung pada rasa penyelidik dan pada fakta-fakta yang mana ia akan memperhatikan terlebih dahulu.

Walau bagaimanapun, terdapat contoh-contoh dalam zoologi yang dianggap hari ini membuktikan kes spesi sympatric dalam vertebrata. Salah satu buku teks paling penting ialah cichlids tasik gunung berapi Cameroon. Ikan-ikan ini yang mendiami tasik-tasik yang berasal dari kawah purba banyak dikaji pada tahun 1990-2000. Gambar berikut muncul. Cichlids yang dimaksudkan tinggal di tasik-tasik kecil yang jauh dari satu sama lain, yang bagaimanapun mempunyai persamaan umum antara satu sama lain.Tahap air di setiap tasik di masa lampau tidak berubah, iaitu, tidak satu pun dari mereka dibahagikan kepada beberapa takungan terpencil, yang boleh menyumbang kepada pengasingan ikan. Analisis genetik molekul menunjukkan bahawa ikan dari satu tasik lebih berkaitan dengan satu sama lain daripada cichlids dari tasik lain. Nampaknya jelas: mustahil untuk menerangkan radiasi yang diperhatikan selain daripada spesiasi sympatric. Itulah sebabnya contoh ini telah menjadi buku teks. Lebih-lebih lagi, penulis beberapa ulasan mengenai topik ini percaya bahawa ini adalah contoh yang paling munasabah membuktikan spesi sympatric dalam vertebrata.

Walau bagaimanapun, data yang diperolehi daripada analisis genetik molekul, dengan ketat, tidak jelas. Lagipun, kesamaan dalam sesetengah gen (yang ditunjukkan) mungkin disebabkan, sebagai contoh, untuk hibridisasi. Untuk membezakannya dan kemungkinan lain, dalam satu tangan, dan spesiasi sympatric di pihak yang lain, analisis yang lebih terperinci mengenai genom diperlukan dengan menggunakan kaedah genetik penduduk. Ini dilakukan oleh sekumpulan saintis dari beberapa institusi akademik AS. Untuk analisis, saintis menggunakan koleksi cichlids, yang dikumpulkan (termasuk – dan penulis kajian) untuk beberapa ekspedisi Afrika.Daripada 25 spesies ikan yang mendiami tiga tasik di Cameroon, terdapat 24 pakar di dalam pelupusan: ini adalah spesies yang spesi sympatric diandaikan. Sebagai perbandingan, koleksi ikan dari sungai Cameroon dan kawasan lain di Afrika Tengah digunakan (Rajah 1).

Gambar spesiasi sympatric dari cichlids Cameroon, seperti yang ditunjukkan sebelum kajian dibincangkan, adalah seperti berikut. Sinaran cichlids di sini termasuk wakil-wakil dari dua suku – Oreochromini dan Coptodonini. Satu jenis kumpulan pertama – Sarotherodon galilaeus – diedarkan secara meluas di sungai Cameroon. Beberapa juta tahun lalu, beliau berpindah ke Barombi Mbo Lake, kira-kira 2.5 km. Di sini sejambak 11 spesies endemik yang turun darinya. Umur radiasi ini dianggarkan pada 1-2,5 juta tahun, yang bertepatan dengan usia kawah di mana tasik itu terletak. Di samping itu, spesies yang sama mendiami kecil (kira-kira 900 m panjang dan 600 m lebar) Lake Eyagam (Ejagham), di mana dua spesies berasal darinya. Tasik Eyyag muda – usianya dianggarkan 10 000-100 000 tahun. Dua lagi spesis spesies termasuk genus Corpodonmemasuki suku kedua – Coptodonini. Mereka semua dihubungkan dengan asalnya dengan pemandangan sungai. Corpodon guineensis. Radiasinya menghasilkan 9 endemik Tasik Bermin.Tasik ini mempunyai diameter 700 m, dan umurnya adalah dalam lingkungan 100,000-2 juta tahun. Di samping itu, 3 lagi spesies dari genus itu Corpodon yang terdapat dalam Eyagam tasik yang telah disebutkan. Spesies dari suku Oreochromini dan Coptodonini adalah saudara-mara yang agak jauh. Oleh itu, mereka dianalisis secara berasingan.

Analisis ini berdasarkan kajian polimorfisme nukleotida tunggal (SNP – Polymorphism tunggal-nukleotida). Ini adalah mengenai membandingkan nukleotida tertentu dalam urutan homolog. Contohnya, urutan homolog komposisi ini dapat dilihat dalam spesies yang berlainan: GAGGTC TAGGTC dan AAGGTC. Oleh itu, dalam urutan ini mendedahkan satu SNP – dalam nukleotida pertama. Penyelarasan DNA spesies cichlid yang berbeza dan analisis seterusnya membenarkan pengarang kajian mengenal pasti 33,201 SNP untuk suku Oreochromini dan 37 175 SNP untuk suku Koptodonini. Hanya mereka yang diambil kira. SNPyang menunjukkan persilangan interspecific (iaitu, tidak ada polimorfisme dalam spesies tunggal untuk lokus ini).

Analisis menunjukkan bahawa monophilia jelas (sokongan bootstrap – 100%) disahkan hanya untuk cichlids Coptodon dari Lake Eyagam. Dan bagi tiga jenis karangan bunga lain, nilai-nilai penunjuk ini (sebenarnya, kebarangkalian monophilia) adalah 89%, 91%, dan 85% (Rajah 2).Oleh itu, monichly cichlids di setiap tasik ternyata tidak dapat dibuktikan secara ketat (walaupun tidak ditolak). Ingatlah bahawa kedudukan monophilia adalah kunci untuk penyokong spesiasi sympatric dalam kes ini.

Rajah. 2 Cichlids Phylogeny dari suku Oreochromini (A) dan Coptodonini (In), dibina mengikut analisis SNP. Nombor dalam knot – Nilai sokongan Bootstrap. Gambar dari artikel dibincangkan di Evolusi

Pada peringkat seterusnya, penulis melihat kemungkinan introgression – iaitu "pertukaran gen" (pada masa lalu, masa lalu atau sekarang – kemungkinan ini tidak boleh dibezakan dengan analisis ini). Untuk analisis introgression, asimetri dinilai dalam kesamaan genetik spesies yang berbeza menggunakan statistik multidimensi. Dalam kes yang ideal, dan tanpa keterlibatan, semua spesies atas dasar ini akan menjadi "sama" dari satu sama lain. Dan semakin hal ini dilanggar, semakin besar kemungkinan penyerangan.

Ternyata bahawa introgression berlaku di dalam setiap empat buah karangan bunga. Di samping itu, introgression antara tasik dan cichlid sungai telah dikenalpasti. Dan lebih lagi: dalam beberapa kes, beberapa spesies dari tasik lebih berkaitan dengan sungai daripada yang lain dari tasik yang sama.Semua data ini bersama-sama menunjukkan bahawa, kemungkinan besar, dalam sejarah cichlids setiap tasik terdapat pengenalan berturut-turut, mungkin bentuk sungai nenek moyang yang sama. Ia boleh dibayangkan seperti ini. Bentuk tengkujuh berpindah ke tasik dan dibentuk di sini satu spesies baru. Kemudian bentuk sungai nenek moyang yang sama diperkenalkan di sini sekali lagi, tetapi ia telah bertemu dengan spesies baru, dan sebagainya. Semua dinamika ini semakin rumit oleh kemungkinan hibridisasi interspesifik. Dan memberikan kemungkinan evolusi pesat dalam cichlids (lihat: Kadar evolusi dipercepatkan membolehkan cichlids menyesuaikan diri dengan perubahan antropogenik dalam alam sekitar, "Unsur", 04/23/2015), senario di atas tidak kelihatan mustahil, walaupun mengingati tasik yang agak singkat.

Sudah tentu, keputusan yang diperolehi oleh pengarang tidak boleh menolak sepenuhnya kemungkinan spektasi sympatric di cichlids Cameroon. Walau bagaimanapun, mereka dapat mencabar asas-asas utama hipotesis ini dan mencadangkan senario "populasi", spesiasi yang lebih besar (yang dikaitkan dengan pengasingan ruang). Jadi, walaupun "jelas" contoh spesiasi sympatric dalam vertebrata berubah menjadi tidak begitu "tidak dapat dipertikaikan".

Sumber: Christopher H.Martin, Joseph S. Cutler, John P. Friel, Cyrille Dening Touokong, Graham Coop dan Peter C. Wainwright. Telah diperhatikan bahawa ia akan dapat menjelaskan masalah tersebut. Evolusi. 2015. V. 69 (6). P. 1406-1422.

Mengenai Cichlids Afrika juga lihat:
1) Kadar evolusi dipercepatkan membolehkan cichlids menyesuaikan diri dengan perubahan alam sekitar antropogenik, "Elements", 04/23/2015.
2) genom ikan Afrika menjelaskan mekanisme spekulasi cepat, "Unsur", 09/29/2014.
3) Cichlids – model hidup evolusi selari bebas, "Unsur", 14.11.2012.
4) Evolusi visi warna di cichlids Afrika mengikuti dua laluan, "Elements", 12/29/2009.
5) Kecenderungan untuk menyerang ditemui dalam ikan Afrika, "Elements", 07.02.2007.
6) Halangan tidak diperlukan untuk spesiasi, "Unsur", 13 Februari 2006.

Alexey Opaev


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: