Back to chapter

30.4:

علم الوراثة من الانتواع

JoVE 核
生物学
需要订阅 JoVE 才能查看此.  登录或开始免费试用。
JoVE 核 生物学
Genetics of Speciation

Languages

分享

الانتواع هو التشكيل التطوري لأنواع جديدة مترافق مع تغييرات جينية في مجتمع أو أكثر. يمكن أن تغير التغيرات الجينية جزيئات الكائن الحي وتركيبها وسلوكها وهيكلها الجسدي مما ينشئ حواجز جينية تؤدي إلى فصل الأنواع. على سبيل المثال،في أنواع نبتة البتونيا المزهرة شيفرات الجين المنفرد للون الزهور.وتغيير هذا الجين يمكن أن يفرض مثل هذا الحاجز الجيني. يمكن أن يحدد لون الزهور أي اللواقح يزور الزهور ويسبب الانعزال التكاثري للمجتمعات بفاعلية مع ألوان زهور مختلفة. يلقّح نحل منفرداًالأنواع ذات الزهور الوردية ويلقح طائر الطنان الأنواع ذات الزهور الحمراء الفاتحة،ويلقح عث الصقر تلك ذات الزهور البيضاء.وأخبراًطورت أنواع نبتة البتونيا المختلفة حاجزاًجينياًآخر هو تغيير المحتوى الكلي لكرموسوم الكائن الحي. على سبيل المثال،فإن التزاوج فيما بين الأنواع المختلفة أو تهجينها لنباتات التراغوبوغون تؤدي إلى تشكيل أنواع تراغوبوغون جديدة. ولأن النسل المهجّن له أكثر من مجموعتين من الكروموسومات المتماثلة،وهي غير قادرة على التناسل،مع أي من آباء النوعين بالرغم من كونها قادرة على الإنجاب.حتى الاقتران المحدد لجين الكائنات الحية المضيفة وجينوم جميع الميكروبات التعايشية المترافقة معه يمكن أن تشكل حواجز جينية. ونهاية المطاف تؤدي الى الانتواع. على سبيل المثال،في الربط بين أنواع محددة من دبابير ناسونيا ماتت 90%من مواليدها خلال تطور اليرقات.وتفترض التجارب أن شدة الفتك الهجينة هذه نتجت عن تفاعلات بين جينوم الدبابير ومجتمعاتها البكتيرية المقيمة مما يوضح كيفية تفاعل الجين-الميكروب الأمر الذي يحافظ على فصل الأنواع عن طريق منع التناسل. فبينما يكون دور علم الوراثة في الانتواع هو مجال نشط للبحث،يمكن للتغييرات الجينية والجينات المنفردة وتكوين الجينوم وتفاعل الجينومات المتعددة في العزل التكاثري والانتواع.

30.4:

علم الوراثة من الانتواع

الانتواع هو عملية تطورية تؤدي إلى تكوين أنواع جديدة ومتميزة ومجموعات من التجمعات المعزولة تكاثرياً.

تتضمن جينات الانتواع سمات مختلفة أو آليات عزل تمنع تبادل الجينات ، مما يؤدي إلى العزلة الإنجابية. يمكن أن تكون العزلة الإنجابية بسبب الحواجز الإنجابية التي لها تأثيرات إما قبل أو بعد تكوين البيضة الملقحة. تمنع آليات ما قبل اللاقحة حدوث الإخصاب ، وتقلل آليات ما بعد اللاقحة من قابلية الحياة أو القدرة التناسلية للنسل الهجين.

على سبيل المثال ، تعمل آليات ما قبل اللاقحة في وقت مبكر من دورة حياة الكائن الحي ، وتفرض أقوى عائق أمام تدفق الجينات ، وتمنع مجموعات التزاوج غير المواتية. تنتج بعض مجموعات التزاوج أفراداً هجينين. يمكن أن يعمل الانتقاء الطبيعي ضد إنتاج الأنواع المهجنة ذات اللياقة المنخفضة ، وبالتالي زيادة العزلة التناسلية بين نوعين.

يمكن أن تكون حواجز التكاثر بعد اللاقحة ناتجة عن الثبات الجوهري للهجينة. المضاعفات الجينية الناتجة عن مستويات الشذوذ الشاذة ، والترتيبات الصبغية المختلفة ، أو عدم التوافق الجيني حيث لا تعمل الأليلات بشكل صحيح تساهم في تكوين وراثي مختلف ومسارات تنموية بديلة في الهجينة. تؤثر هذه التغييرات الجينية على كل من النباتات والحيوانات ، مما يؤدي إلى العزلة والانتواع بعد اللاقحة.

يعد التفوق الجيني ، أو التفاعلات الجينية غير الأليلية ، سمة مميزة تساهم في الانتواع. يعتمد تأثير المتغير الجيني على الخلفية الجينية التي يظهر فيها. على سبيل المثال ، قد يؤدي الأليل الذي يؤدي إلى ظهور النمط الظاهري الطبيعي في أعضاء من نفس النوع إلى أداء ضعيف في البيئة الوراثية للهجن. يمكن أن يؤدي هذا الضعف بالهجين أيضاً إلى العزلة التناسلية والانتواع.

Suggested Reading

Dagilis, Andrius J., Mark Kirkpatrick, and Daniel I. Bolnick. "The Evolution of Hybrid Fitness during Speciation." PLoS Genetics 15, no. 5 (2019): E1008125. [Source]

Magurran, A. E., R. M. May, Jerry A. Coyne, and H. Allen Orr. "The Evolutionary Genetics of Speciation." Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 353, no. 1366 (1998): 287-305. [Source]

Wade, M. J. "A Gene's Eye View of Epistasis, Selection and Speciation." Journal of Evolutionary Biology 15, no. 3 (2002): 337-46. [Source]