THÔNG SỐ KỸ THUẬT: ĐẶC ĐIỂM VÀ VÍ DỤ - SINH HỌC - 2025

Đặc điểm giao cảm là kiểu đặc điểm xảy ra khi hai nhóm của cùng một loài sống ở cùng một vị trí địa lý tiến hóa khác nhau, cho đến khi chúng không thể giao phối với nhau được nữa thì được coi là các loài khác nhau.

Nói chung, khi các quần thể bị phân ly về mặt vật lý, một số cách li sinh sản phát sinh, tức là các cá thể từ quần thể này mất khả năng giao phối với các cá thể từ quần thể kia.

Vi khuẩn Synechococcus, trong đó có đặc điểm giao cảm đã được quan sát thấy

Các ví dụ về đặc điểm giống giao cảm thường được tranh luận vì chúng phải đưa ra bằng chứng thuyết phục rằng loài mới là hậu duệ của cùng một loài tổ tiên, cũng như sự tồn tại của sự cách ly sinh sản và rằng nguyên nhân của sự xuất hiện của loài mới không phải là dị nguyên (đặc điểm allopatric).

Đặc điểm giao cảm có thể được nhìn thấy ở nhiều loại sinh vật khác nhau, bao gồm vi khuẩn, cá cichlid và ruồi giun táo. Tuy nhiên, về bản chất, có thể khó biết được khi nào thì xuất hiện hoặc đã xảy ra suy giao cảm.

Thông số giao cảm là duy nhất vì nó diễn ra trong khi hai quần thể con của cùng một loài chiếm cùng một lãnh thổ hoặc chia sẻ các lãnh thổ chồng lấn lên nhau.

Mặc dù khu vực sinh sống của các sinh vật là như nhau, chúng có thể được chia thành hai nhóm khác nhau và cuối cùng trở nên khác biệt về mặt di truyền với nhau đến mức chúng không thể sinh sản với nhau được nữa.

Khi hai nhóm không còn có thể sinh sản và để lại con cái có khả năng sinh sản, chúng được coi là các loài khác nhau. Tuy nhiên, rất khó để xác định xem liệu mô tả đã xảy ra có phải thuộc loại giao cảm hay không, điều này đã dẫn đến nhiều cuộc thảo luận giữa các nhà nghiên cứu sinh học tiến hóa.

Ví dụ, ban đầu người ta cho rằng hai loài có gai có quan hệ họ hàng gần nhau tiến hóa thông qua xác định thần kinh giao cảm, nhưng nghiên cứu sau đó cho thấy rằng hai loài khác nhau sống độc lập trong hồ.

Lần thuộc địa đầu tiên dẫn đến sự xuất hiện của một loài có gai, trong khi các loài khác tiến hóa từ lần thuộc địa thứ hai.

Đặc điểm của đặc điểm giao cảm

Jerry Coyne và H. Allen Orr đã phát triển bốn tiêu chí để suy luận liệu các loài có phát sinh giao cảm hay không:

1-Các vùng lãnh thổ của các loài phải trùng nhau đáng kể.

2-Phải có đặc điểm hoàn chỉnh (nghĩa là hai loài không thể giao phối với nhau và để lại con cái có khả năng sinh sản).

3-Các loài phải là loài chị em (có quan hệ họ hàng với nhau nhiều nhất) hoặc là một phần của nhóm bao gồm tổ tiên và tất cả con cháu của nó.

4-Lịch sử lãnh thổ địa lý và quá trình tiến hóa của loài phải sao cho giống allopatry dường như rất khó xảy ra, vì đặc điểm giống giao cảm ít phổ biến hơn allopatric.

Ví dụ về chỉ định giao cảm

Trong thực vật

Đặc điểm giao cảm phổ biến hơn trong thế giới thực vật. Ví dụ, các cây bố mẹ tạo ra đời con là thể đa bội. Do đó, con cái sống trong cùng một môi trường với bố mẹ của chúng, nhưng cách ly về mặt sinh sản.

Hiện tượng phân biệt qua trung gian đa bội này xảy ra như sau. Bình thường các cá thể có hai bộ nhiễm sắc thể (lưỡng bội), một bộ nhiễm sắc thể từ bố và mẹ.

Tuy nhiên, sai sót trong sự phân bố của các nhiễm sắc thể có thể xảy ra trong quá trình phân bào, do đó tạo ra con cái với số lượng bản sao gấp đôi (thể tứ bội).

Có nhiều hơn hai bộ nhiễm sắc thể được coi là thể đa bội (poly = nhiều). Trong những trường hợp này, sự cách li sinh sản chắc chắn xảy ra, vì một quần thể cá thể đa bội không thể giao phối với quần thể cá thể lưỡng bội.

Trong vi khuẩn

Các ví dụ thực sự về đặc điểm giao cảm hiếm khi được quan sát thấy trong tự nhiên. Việc xác định giao cảm được cho là xảy ra thường xuyên hơn ở vi khuẩn, vì vi khuẩn có thể trao đổi gen với những cá thể khác không phải là cha mẹ hay con cháu, trong một quá trình được gọi là chuyển gen ngang.

Các chỉ định giao cảm đã được quan sát thấy ở Bacillus, ở các loài vi khuẩn Synechococcus, ở sinh vật phù du Vibrio lộng lẫy, trong số những loài khác.

Các phân nhóm của các loài đang trải qua quá trình đặc tả giao cảm sẽ cho thấy sự khác biệt rất ít, vì chúng đã phân kỳ trong một thời gian tương đối ngắn, so với quy mô thời gian mà quá trình tiến hóa xảy ra.

Một yếu tố quan trọng trong các trường hợp giống thần kinh giao cảm được cho là sự thích nghi với điều kiện môi trường. Nếu một số thành viên được chuyên biệt để sống trong một môi trường nhất định, phân nhóm đó có thể tiếp tục chiếm lĩnh một môi trường ngách khác và cuối cùng tiến hóa thành một loài mới theo thời gian.

Ở cá cichlid

Chọn lọc giao cảm cũng có thể là kết quả của sự kết hợp giữa chọn lọc hữu tính và các yếu tố sinh thái. Các nghiên cứu về cá cichlid châu Phi ở Hồ Nyasa và các hồ khác trong Hệ thống Khe nứt Đông Phi ghi lại cái gọi là các đàn loài (các cá thể cùng loài "tụ tập" thành một quần thể lớn) đã phát sinh trong các hồ về mặt sinh thái. đồng phục.

Tình trạng như vậy về cơ bản làm giảm đáng kể khả năng dị chủng là nguyên nhân gây ra hiện tượng chỉ định và có thể dẫn đến việc các nhóm con cái trong quần thể phát triển ái lực cao với con đực có các đặc điểm kiểu hình cực đoan khác nhau, chẳng hạn như dấu vảy và các chi. Chúng khác nhau về kích thước so với những cá thể bình thường.

Các nghiên cứu khác cho thấy rằng sự giao cảm giữa cá cichlid cũng xảy ra ở các con sông cung cấp cho các hồ thuộc Hệ thống Rift ở Đông Phi, cũng như ở các hồ miệng núi lửa của Nicaragua, nơi hai loài cá Midas cichlid (Amphilophus) được tìm thấy, những người sống ở Laguna de Apoyo ở Nicaragua.

Các nhà nghiên cứu đã phân tích DNA, ngoại hình và hệ sinh thái của hai loài có quan hệ họ hàng gần gũi này. Hai loài, mặc dù nhìn chung rất giống nhau, nhưng có sự khác biệt nhỏ về ngoại hình và không thể lai tạp.

Tất cả các bằng chứng hiện có cho thấy một loài tiến hóa từ loài khác. Quần thể Midas cichlid ban đầu được tìm thấy trong đầm phá, trong khi các loài mới hơn tiến hóa gần đây, theo thuật ngữ tiến hóa có nghĩa là cách đây chưa đầy 10.000 năm.

Trong ruồi

Một ví dụ cực kỳ gần đây về đặc điểm giao cảm có thể xảy ra ở ruồi giấm táo, Rhagoletis pomonella.

Những con ruồi này thường chỉ đẻ trứng trên quả của cây táo gai, nhưng cách đây chưa đầy 200 năm, một số loài ruồi đã bắt đầu đẻ trứng trên quả táo.

Hiện nay có hai nhóm ruồi sâu táo: một nhóm đẻ trứng trên cây táo gai và một nhóm đẻ trứng trên quả táo. Con đực tìm kiếm bạn tình trong cùng loại trái cây mà chúng lớn lên, và con cái đẻ trứng vào cùng loại trái cây mà chúng lớn lên.

Do đó, ruồi mọc trên gai sẽ sinh con trên gai, và ruồi mọc trên táo sẽ sinh ra con trên táo.

Đã có sự khác biệt về gen giữa hai nhóm và trong một khoảng thời gian dài (thời gian tiến hóa), chúng có thể trở thành những loài riêng biệt.

Những điều trên chứng tỏ sự phân biệt có thể xảy ra như thế nào ngay cả khi các phân nhóm khác nhau của cùng loài có cùng lãnh thổ địa lý.

Người giới thiệu

1. Allender, CJ, Seehausen, O., Knight, ME, Turner, GF, & Maclean, N. (2003). Sự lựa chọn khác nhau trong quá trình xác định cá cichlid ở Hồ Malawi được suy ra từ các bức xạ song song với màu sắc trung tính. Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia, 100 (24), 14074–14079.
2. Geiger, MF, McCrary, JK, & Schliewen, Vương quốc Anh (2010). Không phải là một trường hợp đơn giản - Một giả thuyết phát sinh loài toàn diện đầu tiên cho phức hợp Midas cichlid ở Nicaragua (Teleostei: Cichlidae: Amphilophus). Phát sinh học phân tử và sự tiến hóa, 56 (3), 1011–1024.
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. Mallet, J., Meyer, A., Nosil, P., & Feder, JL (2009). Không gian, giao cảm và đặc điểm. Tạp chí Sinh học Tiến hóa, 22 (11), 2332–2341.
5. McPheron, BA, Smith, DC, & Berlocher, SH (1988). Sự khác biệt về di truyền giữa các chủng tộc chủ của Rhagoletis pomonella. Nature, 336 (6194), 64-66.
6. Selz, OM, Pierotti, MER, Maan, ME, Schmid, C., & Seehausen, O. (2014). Sự ưa thích của con cái đối với màu lông của con đực là cần thiết và đủ để giao phối đồng loại ở 2 loài cichlid chị em. Hệ sinh thái hành vi, 25 (3), 612–626.
7. Solomon, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). Sinh học (xuất bản lần thứ 7) Cengage Learning.
8. Đặc tả giao cảm. Được phục hồi từ: Evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/speciationmodes_05
9. Tilmon, K. (2008). Chuyên ngành, đặc điểm và bức xạ: Sinh học tiến hóa của côn trùng ăn cỏ (xuất bản lần 1). Nhà xuất bản Đại học California.