Аллопатрическое видообразование

Что такое аллопатрическое видообразование

 

 

Аллопатрическое видообразование называют еще географическим. Слово «аллопартический» произошло от двух латинских слов allo – разный и patria – родина. Образование новых видов, при такой схеме, обусловлено появлением пространственных преград между видами популяции. Географическими препятствиями для миграции животных и распространения семян могут быть горы, моря, пустыни, ледники, реки. Отличие окружающей среды влияет на возникновение новых признаков, которыми не обладает вид родоначальник.

 

Образование новых видов внутри популяции возможно из-за мутаций, смещения генов, естественного отбора, волн жизни или географической изоляции.

 

Существуют разные формы видообразования, одно из них дивергентное. Этот процесс разделяет первоначальный вид на два, или, возможно, больше, новых. Одним из механизмов дивергентного видообразования является аллопатрическое.

 

 

Начинаться аллопатрическое видообразование может по нескольким причинам. Например, с борьбы за выживание, распространение ареала обитания популяции, появление географических преград, разделяющих один вид.

 

Примером аллопатрического видообразования может служить появление новых видов на островах. Это связано с географической изоляцией. Попав на ограниченную территорию, потомки животных образуют новые линии.

 

 

Особенности аллопатрического видообразования

 

 

К особенностям аллопатрического видообразования можно отнести скорость появления новых видов. Процесс происходит очень медленно — сотни, тысячи, миллионы лет. Развитие популяций при таком механизме видообразования происходит независимо, постепенно увеличивая отличия. Каждая популяция превращается в новый вид.

 

Это самый распространенный способ видообразования. Он может возникать под действием нескольких факторов.

 

Внутри вида происходит естественный отбор, который играет свою роль в изменении генов и накоплении различий от первоначального образца.

 

Ограничение взаимодействия между особями в течение длительного времени накапливает генетические, морфологические, поведенческие различия.

 

 

Отличия аллопатрического видообразования от симпатрического видообразования

 

 

Симпатрическое видообразование протекает внутри одного вида, возникает за счет различия условий на одной территории, не разделенной преградами. Внутри популяции возникают виды, приспособленные к существованию в разной окружающей среде. Например, одни светолюбивые растения, другие теневыносливые. При аллопатрическом видообразовании один вид разделяется барьером и взаимодействие внутри популяции становится невозможным.

 

Скорость симпатрического видообразования значительно быстрее, чем аллопатрического.

 

 

Причины аллопатрического видообразования

 

 

Причинами аллопатрического видообразования служат физические преграды, из-за которых невозможна миграция особей и обмен генами внутри популяции.

 

Географическая изоляция возникла при разделении материков и отделении островов,
расхождение территорий разделило виды, в результате произошло новое видообразование.

 

Преграду может создать река, которая со временем начинает течь по другому руслу, или образовавшийся водоем.

 

Возникшие горы, большие расстояния, геологические процессы, также могут являться причинами аллопатрического видообразования.

 

Деятельность человека и экологическое изменение окружающей среды, запускает аллопатрическое видообразование. Такие действия, как строительство дорог, вырубка лесов, прокладывание нефтепроводов, приводят к снижению численности популяций и обособлению ее изолированных особей.

 

 

Виды аллопатрического видообразования

 

 

Возможны два способа аллопатрического видообразования – разделение вида при распадении места обитания родителей или расселение на новые территории, при этом фрагментированные группы не могут попасть на родительскую местность проживания.

 

Викариантное видообразование появляется, когда биологические существа становятся географически изолированными друг от друга. Расселение особей одной популяции и их миграция является перипатрическим видообразованием.

 

 

На каких механизмах основывается аллопатрическое видообразование

 

 

Механизм аллопатрического видообразования – это процесс эволюционирования организмов. Начинается он с появления географического барьера. Члены одной популяции разделяются на более чем одну группу. После продолжительного времени, с разных сторон барьера половое взаимодействие и появление совместного потомства невозможны, даже если в будущем они встретятся на одной среде обитания. Обмен генами происходит только внутри одной части в прошлом единой популяции. Так появляется новый вид.

 

 

Схема аллопатрического видообразования

 

 

Можно назвать основные этапы этой микроэволюции:

1. развитие естественного отбора внутри популяции;

такой фактор как естественный отбор заставляет менее приспособленных особей одной группы отделиться от основного ареала в поисках новых мест для обитания и добычи еды.

 

2. охват новых территорий;

возникает в условиях любой достаточно большой популяции, так как её представители в крайних географических пространствах имеют меньшие возможности для размножения по сравнению с особями, обосновавшимися в центральных частях.

 

3. географическая изоляция;

на начальных этапах географическое изменение разобщает представителей группы на несколько. Эти изменения могут происходить из-за смены окружающего природного ландшафта, например, возникновения горных цепей, водных путей, каньонов, либо от антропогенного фактора: загрязнений среды, передел местности под сельское хозяйство, строительства, которые будут заставлять членов флоры и фауны менять свой ареал.

 

4. естественный отбор в изолированной популяции;

на этом этапе природой отбираются более важные гены группы для новой среды, особи имеющие преимущества перед другими успешнее выживают и передают свои мутации.

 

5. приобретение мутационных изменений генов;

такие изменения возможны только при истечении достаточно длительного периода времени и могут привести к разобщению многих характеристик видов на генном уровне, которые будут видны и без изучения их генома.

 

6. возникновение подвидов;

появление подвидов определяется невозможностью особей скрещиваться с представителями своей прошлой группы даже, если исчезнет географический барьер ранее разделивший их.

 

 

Процесс аллопатрического видообразования

 

 

Процесс аллопатрического видообразования протекает очень длительное время и возникает по причине географической изоляции между группами одной популяции, или из-за больших отличий в окружающей среде в границах одного ареала.

 

Накапливание новых признаков за счет генного обмена происходит в изолированной среде. Каждая сегментированная группа эволюционирует независимо, в своем направлении.

 

 

Распространённость аллопатрического видообразования

 

 

Аллопатрическое видообразование наиболее распространенный способ создания новых видов, значительно более популярный, чем симпарическое (экологическое) образование, полиплоидия и гибридизация.

Из-за аллопатрического видообразования на всех участках Земли от островов до целых континентов есть свои эндемики — представители флоры и фауны, возникшие только в характерных для них уголках планеты. Большая часть видов, в особенности животных, появляются аллопатрическим путем.

 

 

Примеры аллопатрического видообразования

 

 

В Австралии есть интересная разновидность горных попугаев. Из-за влияния среды на юге Австралии популяция разобщилась пустыней Викторией на две разные — восточную и западную. Сейчас эти подвиды различаются по поведенческим и географическим особенностям. Восточные горные попугаи избегают общества людей и предпочитают степенной образ жизни, где селится преимущественно в отдаленных друг от друга густых кустарниках. Западно-австралийская популяция наоборот не боится гнездоваться недалеко от человеческих жилищ, чем дополняет городской ландшафт, а также настолько увеличилась в популяции, что стала наносить видимый ущерб сельскохозяйственным культурам.

 

Благодаря тому, что попугаи выбрали проживание в совершенно разных географических условиях между этими двумя популяциями нет взаимодействия с целью передачи генетической информации и, поэтому в достаточно близком будущем, с точки зрения эволюции между ними может возникнуть репродуктивная изолированность, а её следствием станет естественное видообразование.

 

Искусственный способ процесса аллопатрии можно видеть в эксперименте с фруктовыми или плодовыми мухами: в нём группа одного вида специально делится на две отдельных, которых затем будут различно кормить. Спустя длительное время и через несколько поколений мух, у них появились значительные внешние различия, а для спаривания они предпочитали представителей своей группы. Две этих популяции могли бы стать полноценными отдельными видами с помощью аллопатрического видообразования, если бы опыт проводился ещё большее время.

 

Также примерами аллопатрического видообразования являются:

 

*алапагосские вьюрки, каждая отдельная популяция которых предпочитает селиться на своей части островов, находящихся рядом. Количество отличий между этими птицами растёт в зависимости от того, насколько части архипелага, где они обитают, отдалены от остальных;

 

*различные подвиды ландыша, обосновавшиеся в Европе, Америке и на Дальнем Востоке. Они настолько сильно отличаются, что достаточно часто их относят к разным видам. Деление ареала этого растения привело к появлению ландыша майского, ландыша Кейске, ландыша закавказского и р.

 

 

*серые синицы — птицы, отделившиеся от своей основной популяции в азиатской части ареала;

 

*кролики в Порто-Санто, которых специально перевезли в Португалию. В среде, где нет хищников эти животные успешно обжились и уже через 400 лет, в XIX веке сильно отличались от своей первоначальной группы размерами, уменьшившимися примерно в два раза, образом жизни, захватившим большее количество часов в тёмное время суток, а также окрасом, приобретшим новый рисунок. Этот пример считается одним из самых быстротекущих проявлений аллопатрического видообразования, хотя не все биологи соглашаются с тем, что кролик из Порто Санто — это новый вид, даже несмотря на невозможность репродуктивного взаимодействия между португальской группой и особями из Европы так, как консенсус по определению новых видов отсутствует и, следовательно, их особенность не может быть подтверждена со всей возможной достоверностью.

 

*популяция белок из Кайбаб Гранд-Каньона, находящегося на юго-западе Америки была географически разобщена, благодаря влиянию изменившегося климата порядка десяти тысяч лет назад. Две группы белок стали изолированы Гран-Каньоном, из-за чего у одной их части изменился окрас, вследствие дрейфа генов. Сейчас эти виды также находятся в репродуктивной изоляции. Ученые, как и в случае с прошлым примером, ещё не определились считать ли эти группы двумя разными видами или просто разными популяциями одного и того же вида.

 

*на побережьях Северного и Балтийского моря обитают два вида крупных чаек – серебристая и клуша-хохотунья. Сотни тысяч лет назад Беринговов пролив был местом проживания предков этих видов чаек. Затем эти птицы начали расселяться на восток и на запад, образуя непрерывные цепи подвидов. Особи всех подвидов скрещивались между собой. Накопленные новые особенности птиц привели к появлению двух новых видов и когда два конечных звена этой цепи встретились, оказалось, что воспроизведение потомства стало невозможным.

 

Таким образом, механизм аллопатричекого видообразования запускается при возникновении пространственной изоляции, отделении эволюционных процессов и появления самостоятельности в репродуктивности новых видов.