WAS IST PARAPATRISCHE SPEZIATION? (MIT BEISPIELEN) - BIOLOGIE - 2025

Die parapatrische Speziation schlägt die Entstehung neuer Arten aus der reproduktiven Isolierung zweier Subpopulationen vor, die auf der anderen Seite liegen. Es ist eines der drei Grundmodelle der Speziation und passt in einen "Zwischenzustand" zwischen allopatrischen und sympatrischen Modellen.

Diese Theorie impliziert die Speziation in Populationen, die in zusammenhängenden Gebieten verteilt sind, und dass zwischen beiden Regionen ein mäßiger Genfluss besteht. Da zwischen den beiden Subpopulationen ein gewisser Grad an Isolation besteht, kann jede dieser Subpopulationen den Grad der genetischen Unabhängigkeit erhöhen.

Quelle: Andrew Z. Colvin

Im Laufe der Zeit können Arten reproduktive Isolationsmechanismen entwickeln und der Speziationsprozess wird abgeschlossen sein.

Speziation: Bildung neuer Arten

Oft beginnt jedes Diskussionsthema in der Evolutionsbiologie mit den Beiträgen des berühmten britischen Naturforschers Charles Darwin.

In seinem Meisterwerk The Origin of Species schlägt Darwin den Mechanismus der natürlichen Selektion vor und postuliert unter anderem, wie durch die allmähliche Wirkung dieses Mechanismus über lange Zeiträume neue Arten gebildet werden können.

Aber was ist eine Art? Diese Frage war für Biologen von großer Bedeutung und kontrovers. Obwohl es Dutzende von Definitionen gibt, ist das von Ernst Mayr formulierte biologische Konzept der Arten das am weitesten verbreitete und akzeptierte Konzept.

Für Mayr ist eine Art definiert als: "Gruppen sich kreuzender natürlicher Populationen, die reproduktiv von anderen Gruppen isoliert sind." Ein kritischer Punkt in dieser Definition ist die reproduktive Isolation zwischen den Gruppen, die wir Arten nennen.

Auf diese Weise entsteht eine neue Art, wenn Individuen, die zu zwei unterschiedlichen Populationen gehören, sich nicht als potenzielle Partner erkennen.

Speziationsmodelle

Abhängig vom geografischen Kontext, in dem die Speziation auftritt, verwenden die Autoren ein Klassifizierungssystem, das drei Hauptmodelle umfasst: allopatrische, sympatrische und parapatrische Speziation.

Wenn der Ursprung der neuen Art eine vollständige geografische Isolation beinhaltet (aufgrund der Entstehung einer geografischen Barriere wie eines Flusses oder eines Berges), ist die Speziation allopatrisch. Wenn die Arten ohne Trennung in demselben geografischen Gebiet gebildet werden, handelt es sich um eine sympatrische Speziation.

Ein Zwischenmodell ist die parapatrische Speziation, bei der neue Arten in kontinuierlichen geografischen Regionen entstehen. Wir werden dieses Zwischenmodell nun im Detail beschreiben.

Es ist wichtig zu erwähnen, dass die Unterscheidung zwischen den drei Arten der Speziation möglicherweise nicht klar ist und sie sich möglicherweise überschneiden.

Parapatrisches Speziationsmodell

Bei der parapatrischen Speziation erfolgt die Aufteilung von zwei nebeneinander liegenden biologischen "Subpopulationen" ohne geografische Barriere, die den Fluss von Genen zwischen beiden Demos verhindert (eine "Demo" ist ein weiterer in der Literatur weit verbreiteter Begriff für beziehen sich auf Populationen).

Parapatrische Speziation kann folgendermaßen auftreten: Zunächst ist eine Population in einem bestimmten geografischen Gebiet homogen verteilt. Im Laufe der Zeit entwickelt die Art ein "Cline" -Muster.

Dieses Clinal-Modell wurde 1930 von Fisher vorgeschlagen. Obwohl es das traditionelle Modell ist, gibt es andere Vorschläge - wie die "Sprungbrett" -Speziation.

Klinalmodell

Eine Kline ist ein phänotypischer Gradient, der bei derselben Art auftritt - zum Beispiel in Bezug auf die Körpergröße: Individuen reichen von großen bis zu kleinen Größen.

Der Ursprung der Clina kann durch einen abrupten geografischen Wandel erfolgen. Dank der Änderung können sich einige Formen an die Bedingungen auf der einen Seite anpassen, während sich die verbleibende Bevölkerung an die andere Seite anpasst.

Zwischen jeder der Grenzen würde eine Hybridzone gebildet, in der die Mitglieder jeder Seite des neuen geografischen Gradienten in Kontakt kommen und zwischen beiden Subpopulationen ein Genfluss besteht. Jetzt können die Arten auf jeder "Seite" jedoch als separate Einheiten erkannt werden.

Diese beiden Formen können unterschiedliche taxonomische Namen erhalten und als Rassen oder Unterarten klassifiziert werden.

Spannungszone

In der Hybridzone kann sich eine Spannungszone bilden, die den Speziationsprozess begünstigt. In diesem Bereich ist die Bildung der Hybriden nachteilig - das heißt, die Hybriden haben eine geringere biologische Eignung als die Elternspezies.

Angenommen, ein Individuum ist für ein bestimmtes Merkmal (AA) homozygot dominant und an eine Seite des geografischen Gebiets angepasst. Auf der anderen Seite sind die rezessiven homozygoten Individuen (aa) an diese Region angepasst.

Wenn eine Kreuzung in der Hybridzone zwischen den beiden „Rassen“ oder „Unterarten“ auftritt und der Hybrid zwischen beiden (in diesem Fall das heterozygote Aa) eine geringere biologische oder Fitness-Fitness aufweist, handelt es sich um eine Spannungszone. Nach empirischen Erkenntnissen fallen fast alle bekannten Hybridzonen unter die Definition einer Spannungszone.

Somit begünstigt die natürliche Selektion die selektive Paarung zwischen jeder der Varianten, die in kontinuierlichen geografischen Regionen leben. Das heißt, die links reproduzieren sich miteinander und das gleiche passiert auf der rechten Seite.

Beweise

Obwohl die theoretische Grundlage der parapatrischen Speziation ein mögliches und attraktives Modell darstellt, sind die Beweise relativ gering und nicht schlüssig.

Es gibt nicht genügend Beweise, um jeden Schritt des Prozesses zu veranschaulichen. Das Modell ist jedoch nicht vollständig ausgeschlossen und kann in bestimmten Fällen vorkommen.

Beispiele

Speziation im Gras der Art

Das zur Familie der Poaceae gehörende Gras Anthoxanthum odoratum ist ein sehr anschauliches Beispiel für die parapatrische Speziation.

Einige dieser Pflanzen leben in Gebieten, in denen der Boden durch eine Vielzahl von Schwermetallen kontaminiert ist. Auf diese Weise können in diesen Regionen nur die Grasvarianten wachsen, die eine Kontamination tolerieren können.

Im Gegensatz dazu haben benachbarte Pflanzen, die nicht in kontaminierten Böden leben, keinen Auswahlprozess zur Toleranz gegenüber Schwermetallen durchlaufen.

Die toleranten und nicht toleranten Formen sind nahe genug, um sich gegenseitig zu befruchten (eine Voraussetzung dafür, dass der Speziationsprozess als parapatrisch angesehen wird). Beide Gruppen haben jedoch unterschiedliche Blütezeiten entwickelt, wodurch eine vorübergehende Barriere für den Genfluss geschaffen wurde.

Raben der Art

Diese beiden Krähenarten sind in ganz Europa verbreitet und ein klassisches Beispiel für eine Hybridzone. C. corvix liegt eher im Osten, sein Begleiter im Westen, mit einem Treffpunkt beider Arten in Mitteleuropa.

Obwohl jede Art ihre eigenen phänotypischen Eigenschaften hat, können sie in dem Gebiet, in dem sie sich kreuzen, Hybriden produzieren. Die Kreuzung ist ein Zeichen dafür, dass der Speziationsprozess zwischen den beiden Raben noch nicht abgeschlossen ist und die reproduktive Isolierung nicht vollständig hergestellt ist.

Verweise

1. Dieckmann, U., Doebeli, M., Metz, JA & Tautz, D. (Hrsg.). (2004). Adaptive Speziation. Cambridge University Press.
2. Gavrilets, S. (2004). Fitnesslandschaften und der Ursprung der Arten. Princeton University Press.
3. Inoue-Murayama, M., Kawamura, S. & Weiss, A. (2011). Von den Genen zum tierischen Verhalten. Springer.
4. Pincheira, D. (2012). Selektion und adaptive Evolution: theoretische und empirische Grundlagen aus Sicht der Eidechsen. UC-Editionen.
5. Safran, RJ & Nosil, P. (2012). Speziation: der Ursprung neuer Arten. Naturerziehungswissen, 3 (10), 17.