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30.5:

杂交区

JoVE 核
生物学
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JoVE 核 生物学
Hybrid Zones

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(杂交区) 杂交区是指两个近缘物种共栖和 杂交的地区 例如 欧洲铃蟾和黄腹铃蟾 有时会在其栖息地的重叠区域里杂交 这种交配对的后代叫做杂种 随着时间推移 杂种区对所涉物种 产生的影响有三种方式 增强 稳定和融合 增强是指加强生殖隔离 降低杂种率 例如 在地理位置上分开的 斑姬鹟和白领姬鹟种群 雄鸟的羽毛很相似 然而在这两个种群之间的杂交区里 雄鸟进化出明显不同的羽毛颜色 吸引同种群雌鸟的可靠性很高 即使偶尔形成杂交 产生的雌鸟也 无生育力 雄鸟则无法吸引雌鸟 斑鹟杂种这种受损的适应力 以及斑姬鹟和白领姬鹟之间的 生殖隔离增强了种群差异 融合则涉及生殖隔离的削弱 直至两个种群合二为一 比如维多利亚湖雌慈鲷 喜欢与同一种群中呈现特定 颜色的雄鱼交配 然而 被湖中浑浊、水质污染的环境 降低了雌鱼区分同类雄鱼和 近亲类雄鱼的能力 杂交慈鲷的适应性未受很大影响 慈鲷物种间较弱的生殖隔离 最终融合成了一个物种 稳定是指杂交种持续 存活和繁殖的情况 例如 黄腹铃蟾和欧洲铃蟾 之间的杂交区 杂交铃蟾 即使适应力不如父母双方物种 也持续 存在着 由于生殖隔离并未强大到 阻止杂交 或者说弱到 允许融合为一个物种 杂交种便持续稳定存在 杂交区影响物种形成的结果 是通过测试亲密种群之间的 生殖隔离来实现 根据杂交种适应力的不同 杂交区有可能增强物种之间的 生殖隔离 也可能融合或稳定物种

30.5:

杂交区

杂交区是两个密切相关的物种相互作用、交配和产生杂交的狭窄区域。相对于任何一个母种,杂交种可能有明显的表型或遗传差异,影响其生存和生殖成功。杂交引入的遗传差异影响杂交区内物种多样性和物种形成过程。

基因流动和自然选择是形成混合区结果的进化机制。基因流分布、均质和保存种群之间的遗传变异,而自然选择则仅偏爱种群中适者,从而减少遗传变异。因此,如果出现基因交换的障碍,孤立的种群将变得更加明显或分化。

然而,如果这一屏障破裂,种群及其先前孤立的对应体可能会杂交并产生杂交种。根据杂交的适合,种群可以:(1)通过针对杂交的增强选择来减少杂交基因流动,(2)促进杂交基因流动,导致父群和杂交种群融合,或(3)保留基因流动,使父群和杂交种群稳定存在。

杂交区遵循初级或次要物种接触。大多数杂交区是二次接触的结果,其中两个地理上分离的种群重新建立基因流动。主要接触虽然不太常见,但涉及在共享地理范围内的邻近种群的自然选择。由于初级和二级接触产生相似的遗传和表型结果,两者很难区分。

科学家可以观察一个基因或表型的频率,或cline,跨越一个地理区域。频率可能会突然在混合区变化,从而产生阶梯线。例如,火肚蛤特有的基因频率从地理范围内的近100%下降至杂交区的50%到黄肚皮蛤的0%。细线反映了影响杂交种群的基因流动或自然选择。

混合区是研究发散和物种形成所涉及的机制和过程的天然实验室。杂交产生遗传变异,产生新的适应,从而产生物种多样性。科学家可以分析多个 clines 来描述混合区内发生的基因流动和自然选择。这一知识使科学家能够更好地估计不同因素如何影响物种和种群。

Suggested Reading

Elgvin, Tore O., Cassandra N. Trier, Ole K. Tørresen, Ingerid J. Hagen, Sigbjørn Lien, Alexander J. Nederbragt, Mark Ravinet, Henrik Jensen, and Glenn-Peter Sætre. 2017. “The Genomic Mosaicism of Hybrid Speciation.” Science Advances 3 (6): e1602996. [Source]

Blanckaert A, Bank C. 2018. “In search of the Goldilocks zone for hybrid speciation.” PLoS Genet 14 (9): e1007613. [Source]