ALLOPATRIC SPECIATION: QUY TRÌNH VÀ VÍ DỤ - SINH HỌC - 2025

Các sự biệt hóa loài khác vùng hoặc sự biệt hóa địa lý, là một loại biệt hóa xảy ra vì bị cô lập về địa lý giữa các quần thể sinh học của các loài tương tự. "Allopatric" bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp allos có nghĩa là 'riêng biệt' và patris có nghĩa là 'đất nước'.

Trong quá trình xác định này, một dân số bị chia cắt bởi một số rào cản địa lý. Đối với các sinh vật trên cạn, rào cản này có thể là một dãy núi hoặc một con sông. Ngược lại, một khối đất liền sẽ là rào cản địa lý đối với một quần thể sinh vật sống dưới nước.

Sóc Kaibab, ví dụ về đặc điểm dị ứng

Theo thời gian, các cá thể trong quần thể ở hai bên rào cản sẽ khác nhau. Một số khác biệt này có thể được phản ánh trong sinh học sinh sản của loài, do đó khi hai quần thể tái hợp bằng cách loại bỏ rào cản, chúng không thể giao phối với nhau được nữa. Sau đó chúng được coi là những loài riêng biệt.

Việc xác định dị ứng có thể xảy ra ngay cả khi rào cản hơi "xốp", tức là, ngay cả khi một số cá thể có thể vượt qua rào cản để giao phối với các thành viên của nhóm khác.

Đối với một đặc điểm được coi là 'dị ứng', dòng gen giữa các loài trong tương lai phải giảm đi rất nhiều, nhưng không nhất thiết phải giảm hoàn toàn về không.

Đặc điểm là một quá trình dần dần các quần thể tiến hóa thành các loài khác nhau. Bản thân loài được định nghĩa là một quần thể mà các cá thể có thể giao phối với nhau.

Do đó, trong quá trình phân biệt, các thành viên của quần thể tạo thành hai hoặc nhiều quần thể khác biệt mà không còn có thể sinh sản với nhau.

Các bước xác định allopatric

Thay đổi địa lý

Trong bước đầu tiên, sự thay đổi địa lý phân tách các thành viên của dân số thành nhiều nhóm. Những thay đổi đó có thể bao gồm việc hình thành một dãy núi mới hoặc một tuyến đường thủy mới, ví dụ như sự phát triển của các hẻm núi mới.

Các hoạt động của con người như xây dựng dân dụng, nông nghiệp, và ô nhiễm có thể ảnh hưởng đến môi trường sống và khiến một số thành viên của dân cư phải di cư.

Đột biến gen

Các đột biến gen khác nhau xảy ra và tích lũy trong các quần thể khác nhau theo thời gian. Các biến đổi gen khác nhau có thể dẫn đến các đặc điểm khác nhau giữa hai quần thể.

Sự khác biệt giữa các quần thể

Các quần thể trở nên khác biệt đến mức các thành viên của mỗi quần thể không thể sinh sản được nữa và để lại những con cái có khả năng sinh sản, mặc dù chúng được tìm thấy trong cùng một môi trường sống tại cùng một thời điểm. Nếu trường hợp này xảy ra, chỉ định allopatric đã xảy ra.

Ví dụ

Ruồi giấm

Một ví dụ điển hình của sự phân biệt được quan sát thông qua một thí nghiệm với ruồi giấm, trong đó quần thể được cố ý tách thành hai nhóm và mỗi nhóm được ăn một chế độ ăn khác nhau.

Sau nhiều thế hệ, những con ruồi trông khác và thích giao phối với những con ruồi cùng nhóm của chúng. Nếu hai quần thể này tiếp tục phân hóa trong một thời gian dài, chúng có thể trở thành hai loài khác nhau thông qua đặc tính dị ứng.

Sóc Kaibab

Khoảng 10.000 năm trước, khi miền Tây Nam Hoa Kỳ bớt khô cằn hơn, các khu rừng trong khu vực đã hỗ trợ một quần thể sóc cây với những chùm lông mọc ra từ tai của chúng.

Một quần thể nhỏ sóc cây sống trên Cao nguyên Kaibab của Grand Canyon đã trở nên cô lập về mặt địa lý khi khí hậu thay đổi, khiến các khu vực ở phía bắc, tây và đông trở thành sa mạc.

Chỉ cần một vài dặm về phía nam sống phần còn lại của những con sóc, được gọi là Abert sóc (chi sóc aberti), nhưng hai nhóm được ngăn cách bởi Grand Canyon. Với những thay đổi theo thời gian, cả về ngoại hình và sinh thái, sóc Kaibab (Sciurus kaibabensis) đang trên đường trở thành một loài mới.

Trong nhiều năm bị cô lập về địa lý, quần thể sóc Kaibab nhỏ bé đã tách ra khỏi những loài sóc Abert phân bố rộng rãi theo một số cách.

Có lẽ những thay đổi rõ ràng nhất là ở màu da. Sóc Kaibab hiện có đuôi trắng và bụng xám, trái ngược với đuôi xám và bụng trắng của sóc Abert.

Các nhà sinh vật học cho rằng những thay đổi đáng ngạc nhiên này xuất hiện ở sóc Kaibab là kết quả của một quá trình tiến hóa gọi là trôi gien. Một số nhà khoa học coi sóc Kaibab và sóc Abert là các quần thể khác nhau của cùng một loài (S. aberti).

Tuy nhiên, vì sóc Kaibab và sóc Abert sinh sản cách biệt với nhau, một số nhà khoa học đã phân loại sóc Kaibab thành một loài khác (S. kaibabensis).

Thỏ Porto Santo

Chỉ định Allopatric có khả năng xảy ra khá nhanh. Tại Porto Santo, một hòn đảo nhỏ ngoài khơi Bồ Đào Nha, một quần thể thỏ đã được thả. Bởi vì không có thỏ khác hoặc đối thủ cạnh tranh hoặc động vật ăn thịt trên đảo, những con thỏ phát triển mạnh.

Vào thế kỷ 19, những con thỏ này khác biệt rõ rệt với tổ tiên châu Âu của chúng. Chúng chỉ lớn bằng một nửa (chỉ nặng hơn 500g), với màu sắc khác lạ và lối sống về đêm nhiều hơn.

Đáng kể nhất, nỗ lực giao phối thỏ Porto Santo với thỏ lục địa châu Âu đã thất bại. Nhiều nhà sinh vật học kết luận rằng trong vòng 400 năm, một giai đoạn cực kỳ ngắn ngủi trong lịch sử tiến hóa, một loài thỏ mới sẽ tiến hóa trên đảo.

Không phải tất cả các nhà sinh vật học đều đồng ý rằng thỏ Porto Santo là một loài mới. Sự phản đối xuất phát từ một thí nghiệm nhân giống gần đây hơn và phát sinh như một hệ quả của việc thiếu nhất trí về định nghĩa của loài.

Trong thí nghiệm, mẹ nuôi của thỏ hoang dã Địa Trung Hải đã nuôi những con thỏ sơ sinh từ Porto Santo. Khi đến tuổi trưởng thành, những con thỏ Porto Santo này được giao phối thành công với những con thỏ Địa Trung Hải để sinh ra những đàn con khỏe mạnh và có khả năng sinh sản.

Đối với một số nhà sinh vật học, thí nghiệm này cho thấy rõ ràng rằng thỏ Porto Santo không phải là một loài riêng biệt, mà là một phân loài, là một phân ngành trong phân loại loài. Các nhà sinh vật học này coi thỏ Porto Santo là một ví dụ của quá trình nghiên cứu kỹ thuật (giống như sóc Kaibab).

Các nhà sinh vật học khác cho rằng thỏ Porto Santo là một loài riêng biệt, vì nó không lai với những con thỏ khác trong điều kiện tự nhiên.

Họ lưu ý rằng thí nghiệm nhân giống chỉ thành công sau khi những con thỏ Porto Santo con được nuôi trong điều kiện nhân tạo, có khả năng đã thay đổi hành vi tự nhiên của chúng.

Người giới thiệu

1. Allopatric speciation: sự phân chia lớn. Được khôi phục từ: berkeley.edu/evolibrary/article/_0/speciationmodes_02
2. Brooks, D. & McLennan, D. (2012). Bản chất của sự đa dạng: Chuyến du hành khám phá tiến hóa (ấn bản đầu tiên). Nhà xuất bản Đại học Chicago.
3. Givnish, T. & Sytsma, K. (2000). Tiến hóa phân tử và bức xạ thích ứng (xuất bản lần 1). Nhà xuất bản Đại học Cambridge.
4. Kaneko, K. (2006). Cuộc sống: Giới thiệu về Sinh học Hệ thống Phức tạp (Il. Ed.). Springer.
5. Rittner, D. & McCabe, T. (2004). Encyclopedia of Biology. Sự kiện Trên Hồ sơ.
6. Russell, P. (2007). Sinh học: Khoa học năng động (xuất bản lần 1). Học tập Cengage.
7. Solomon, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). Sinh học (xuất bản lần thứ 7) Cengage Learning.
8. Tilmon, K. (2008). Chuyên ngành, đặc điểm và bức xạ: Sinh học tiến hóa của côn trùng ăn cỏ (xuất bản lần 1). Univerisity of California Press.
9. White, T., Adams, W. & Neale, D. (2007). Di truyền rừng (xuất bản lần 1). CABI.