PERIPATRISCHE SPEZIATION: WAS ES IST UND BEISPIELE - BIOLOGIE - 2025

Die peripatrische Speziation in der Evolutionsbiologie bezieht sich auf die Bildung neuer Arten aus einer kleinen Anzahl von Individuen, die die Peripherie dieser ursprünglichen Population isoliert haben.

Es wurde von Ernst Mayr vorgeschlagen und ist eine seiner umstrittensten Theorien innerhalb der Evolution. Ursprünglich wurde es als Speziation durch Gründereffekt bezeichnet, später als parapatrische Speziation.

Quelle: Von Speciation_modes.svg: Ilmari Karonenderivative Arbeit: Mircalla22 (Speciation_modes.svg), über Wikimedia Commons

Die neuen Arten entstehen an den Grenzen der Zentralpopulation, die eine größere Anzahl von Individuen hat. Während des Speziationsprozesses kann der Fluss zwischen Populationen auf das Maximum reduziert werden, bis er nicht mehr existiert. Somit bildet die periphere Population im Laufe der Zeit eine neue Art.

In diesem Speziationsmodell fallen die Dispersions- und Kolonisationsphänomene auf. Wenn sich Individuen zerstreuen, sind sie selektiven Belastungen (z. B. Umweltbedingungen) ausgesetzt, die sich von der ursprünglichen Population unterscheiden und schließlich zu einer Divergenz führen.

Die genetische Drift scheint im parapatrischen Speziationsmodell eine besondere Rolle zu spielen, da die isolierte Population im Allgemeinen klein ist und stochastische Faktoren in Populationen mit reduzierter Größe einen größeren Einfluss haben.

Definition

Nach Curtis & Schnek (2006) wird peripatrische Speziation definiert als „eine Gruppe von Individuen gründet eine neue Population. Wenn die Gründungsgruppe klein ist, kann sie eine bestimmte genetische Konfiguration haben, die nicht für die ursprüngliche Population repräsentativ ist. “

Dies kann passieren, wenn die Bevölkerung einen Engpass hat (eine signifikante Verringerung der Anzahl ihrer Individuen) oder wenn eine kleine Anzahl von Individuen an die Peripherie migriert. Diese Migranten können aus einem einzelnen Paar oder einer einzelnen besamten Frau bestehen.

Das gleiche kann passieren, wenn eine Bevölkerung an Größe verliert. Wenn diese Verringerung auftritt, nimmt die Verteilungsfläche ab und kleine isolierte Populationen verbleiben an der Peripherie der ursprünglichen Population. Der Fluss von Genen zwischen diesen Gruppen ist extrem gering oder null.

Historische Perspektive

Dieser Mechanismus wurde Mitte der 1950er Jahre vom Evolutionsbiologen und Ornithologen Ernst Mayr vorgeschlagen.

Laut Mayr beginnt der Prozess mit der Zerstreuung einer kleinen Gruppe. An einem Punkt (Mayr erklärt nicht klar, wie es passiert, aber der Zufall spielt eine entscheidende Rolle) hört die Migration zwischen der ursprünglichen Bevölkerung und der kleinen isolierten Bevölkerung auf.

Mayr beschrieb dieses Modell in einem Artikel, der sich auf die Untersuchung von Neuguinea-Vögeln konzentrierte. Die Theorie basierte auf peripheren Populationen von Vögeln, die sich stark von benachbarten Populationen unterscheiden. Mayr stimmt zu, dass sein Vorschlag weitgehend spekulativ ist.

Ein anderer Biologe, der Einfluss auf Evolutionstheorien hatte, Hennig, akzeptierte diesen Mechanismus und nannte ihn Kolonisationsspeziation.

Einstufung

Nach Curtis & Schneks (2006) Klassifizierung der von diesen Autoren vorgeschlagenen Speziationsmechanismen gibt es drei Hauptmodelle für die Speziation durch Divergenz: allopatrisch, parapatrisch und sympatrisch. Während die Modelle der augenblicklichen Speziation peripatrische und polyploidische Speziation sind.

Futuyma (2005) hingegen bezeichnet die parapatrische Speziation als eine Art allopatrische Speziation - zusammen mit der Vikarianz. Daher wird die peripatrische Speziation nach dem Ursprung der Fortpflanzungsbarriere klassifiziert.

Rolle der Gendrift

Mayr schlägt vor, dass die genetische Veränderung der isolierten Population schnell erfolgt und der Genfluss mit der ursprünglichen Population unterbrochen wird. Nach den Überlegungen dieses Forschers würden sich die Allelfrequenzen an einigen Orten von denen in der ursprünglichen Population unterscheiden, einfach aufgrund von Stichprobenfehlern - mit anderen Worten, genetischer Drift.

Der Stichprobenfehler ist definiert als die zufälligen Abweichungen zwischen dem, was theoretisch erwartet wird, und den erhaltenen Ergebnissen. Angenommen, wir haben eine Tüte rote und schwarze Bohnen im Verhältnis 50:50. Wenn ich 10 Bohnen aus dem Beutel auswähle, bekomme ich zufällig 4 rote und 6 schwarze.

Wenn man dieses didaktische Beispiel auf Populationen extrapoliert, hat die in der Peripherie etablierte „Gründungsgruppe“ möglicherweise nicht die gleichen Allelfrequenzen wie die ursprüngliche Population.

Die Hypothese von Mayr impliziert eine wesentliche evolutionäre Veränderung, die schnell eintritt. Da der geografische Standort in Verbindung mit dem Zeitfaktor sehr spezifisch und begrenzt ist, würde er nicht im Fossilienbestand dokumentiert.

Diese Aussage versucht das plötzliche Auftreten der Art im Fossilienbestand ohne die erwarteten Zwischenstadien zu erklären. Daher nahmen Mayrs Ideen die von Gould und Eldredge 1972 vorgeschlagene Theorie des unterbrochenen Gleichgewichts vorweg.

Wer sind die besten Kandidaten für eine peripatrische Speziation?

Nicht alle lebenden Organismen scheinen potenzielle Kandidaten für eine peripatrische Speziation zu sein, um eine Veränderung ihrer Populationen hervorzurufen.

Bestimmte Merkmale, wie eine geringe Ausbreitungskapazität und ein mehr oder weniger sitzendes Leben, machen einige Linien anfällig für Gruppen, so dass dieses Speziationsmodell auf sie einwirken kann. Darüber hinaus müssen Organismen dazu neigen, sich in kleine Populationen zu strukturieren.

Beispiele

Evolutionsstrahlung der Gattung

Der hawaiianische Archipel besteht aus einer Reihe von Inseln und Atollen, die von einer großen Anzahl endemischer Arten bewohnt werden.

Der Archipel hat die Aufmerksamkeit der Evolutionsbiologen auf die fast 500 Arten (einige endemisch) der Gattung Drosophila gelenkt, die auf den Inseln leben. Es wird vorgeschlagen, dass die immense Diversifizierung der Gruppe dank der Kolonisierung einiger weniger Individuen auf nahe gelegenen Inseln erfolgte.

Diese Hypothese wurde durch Anwendung molekularer Techniken auf diese hawaiianischen Populationen bestätigt.

Studien haben gezeigt, dass die am engsten verwandten Arten auf nahe gelegenen Inseln gefunden werden und Arten, die kürzlich auseinander gegangen sind, auf den neuen Inseln leben. Diese Tatsachen stützen die Idee einer peripatrischen Speziation.

Speziation in der Eidechse

Die Eidechse der Uta stansburiana-Art gehört zur Familie der Phrynosomatidae und stammt aus den USA und Nordmexiko. Zu den herausragendsten Merkmalen gehört das Vorhandensein von Polymorphismen in seinen Populationen.

Diese Populationen sind ein gutes Beispiel für peripatrische Speziation. Es gibt eine Bevölkerung, die auf den Inseln des Golfs von Kalifornien lebt und die im Vergleich zu ihren Kollegen in den Vereinigten Staaten sehr unterschiedlich ist.

Die Individuen auf den Inseln unterscheiden sich stark in verschiedenen Merkmalen wie Größe, Färbung und ökologischen Gewohnheiten.

Referenz

1. Audesirk, T., Audesirk, G. & Byers, BE (2004). Biologie: Wissenschaft und Natur. Pearson Ausbildung.
2. Curtis, H. & Schnek, A. (2006). Einladung zur Biologie. Panamerican Medical Ed.
3. Freeman, S. & Herron, JC (2002). Evolutionsanalyse. Prentice Hall.
4. Futuyma, DJ (2005). Evolution. Sinauer.
5. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC & Garrison, C. (2001). Integrierte Prinzipien der Zoologie (Vol. 15). New York: McGraw-Hill.
6. Mayr, E. (1997). Evolution und die Vielfalt des Lebens: Ausgewählte Essays. Harvard University Press.
7. Rice, S. (2007). Enzyklopädie der Evolution. Fakten in der Datei.
8. Russell, P., Hertz, P. & McMillan, B. (2013). Biologie: Die dynamische Wissenschaft. Nelson Bildung.
9. Soler, M. (2002). Evolution: die Basis der Biologie. Südprojekt.