ALOPATICKÁ SPECIACE: PROCES A PŘÍKLADY - BIOLOGIE - 2025

Allopatric speciace nebo geografické speciace, je typ speciace, že dochází z důvodu zeměpisné izolace mezi biologickými populacemi stejného druhu. „Allopatric“ pochází z řeckých allos, což znamená „oddělený“ a patris, což znamená „země“.

Během této speciace, populace je rozdělena nějakou geografickou bariérou. U suchozemských organismů by touto bariérou mohlo být pohoří nebo řeka. Naproti tomu by pozemní masa byla geografickou bariérou pro populaci vodních organismů.

Veverka Kaibab, příklad alopatrické speciace

V průběhu času se jednotlivci v populacích na obou stranách bariéry liší. Některé z těchto rozdílů se mohou odrazit v reprodukční biologii druhu, takže když se obě populace znovu spojí odstraněním bariéry, nemohou se již křížit. Oni jsou pak považováni za oddělené druhy.

Alopatrická speciace může nastat, i když je bariéra poněkud „porézní“, to znamená, i když někteří jednotlivci mohou překročit bariéru a spojit se se členy jiné skupiny.

Aby byla spekulace považována za „alopatrickou“, musí být tok genů mezi budoucími druhy značně snížen, ale nemusí být úplně redukován na nulu.

Spekulace je postupný proces, kterým se populace vyvíjejí na různé druhy. Druh sám o sobě je definován jako populace, jejíž jednotlivci se mohou křížit.

Během speciace tedy členové populace tvoří dvě nebo více odlišných populací, které se již nemohou navzájem reprodukovat.

Kroky alopatrické speciace

Zeměpisná změna

V prvním kroku geografická změna rozdělí členy populace do více než jedné skupiny. Takové změny by mohly zahrnovat například vytvoření nového pohoří nebo nové vodní cesty nebo rozvoj nových kaňonů.

Lidské činnosti, jako je stavebnictví, zemědělství a znečištění, mohou mít vliv na životní prostředí a způsobit migraci některých členů populace.

Genetické mutace

K různým genetickým mutacím dochází a akumulují se v různých populacích v průběhu času. Různé variace v genech mohou vést k rozdílným charakteristikám mezi oběma populacemi.

Rozlišování mezi populacemi

Obyvatelstvo se tak liší, že členové každé populace již nemohou reprodukovat a opustit plodného potomka, i když se nacházejí ve stejném prostředí ve stejnou dobu. Pokud tomu tak je, došlo k alopatrické speciaci.

Příklady

Ovocný let

Typický příklad speciace je pozorován experimentem s ovocnými muškami, ve kterém byla populace záměrně rozdělena do dvou skupin a každá obdržela jinou stravu.

Po mnoha generacích vypadaly mouchy jinak a raději se spárovaly s mouchami své vlastní skupiny. Pokud by se tyto dvě populace dlouho lišily, mohly by se prostřednictvím alopatrické speciace stát dvěma různými druhy.

Veverka Kaibab

Asi před 10 000 lety, když byly jihozápadní Spojené státy méně vyprahlé, podporovaly lesy v této oblasti populaci stromových veverek s chomáčky vlasů vytryskávajícími z uší.

Malá populace veverek stromů, které žily na náhorní plošině Kaibab v Grand Canyonu, se geograficky izolovala, když se změnilo podnebí, což způsobilo, že oblasti na sever, západ a východ byly pouštní.

Jen pár kilometrů na jih žilo zbytek veverek, známý jako veverky Abert (Sciurus aberti), ale obě skupiny byly odděleny Velkým kaňonem. Se změnami v čase, jak ve vzhledu, tak v ekologii, je veverka Kaibab (Sciurus kaibabensis) na cestě k tomu, aby se stala novým druhem.

Během své mnohaleté geografické izolace se malá populace veverek Kaibab oddělila od široce distribuovaných veverek Abert mnoha způsoby.

Snad nejzjevnější změny jsou v barvě pleti. Veverka Kaibab má nyní bílý ocas a šedé břicho, na rozdíl od šedého ocasu a bílého břicha veverky Abertovy.

Biologové se domnívají, že tyto překvapivé změny vznikly v veverkách Kaibabu v důsledku evolučního procesu zvaného drift genů. Někteří vědci považují veverku Kaibab a veverku Abertovou za odlišné populace stejného druhu (S. aberti).

Protože však jsou veverky Kaibab a Abert rozmnožovány od sebe navzájem, někteří vědci klasifikovali veverku Kaibab jako jiný druh (S. kaibabensis).

Králíci Porto Santo

Alopatrická speciace má potenciál nastat poměrně rychle. Na Porto Santo, malém ostrově u pobřeží Portugalska, byla propuštěna populace králíků. Protože na ostrově nebyli žádní další králíci ani konkurenti nebo predátoři, králíci se dařilo.

V 19. století se tito králíci výrazně lišili od svých evropských předků. Byli jen o polovinu větší (vážili něco přes 500 g), s odlišným barevným vzorem a nočním životním stylem.

Nejvýznamnější je, že pokusy o spárování králíků Porto Santo s evropskými králíky selhaly. Mnoho biologů dospělo k závěru, že během 400 let, což je velmi krátké období v evoluční historii, se na ostrově vyvinul nový druh králíka.

Ne všichni biologové souhlasí s tím, že králík Porto Santo je nový druh. Tato námitka pochází z novějšího pokusu o rozmnožování a vzniká v důsledku neexistence konsensu o definici druhu.

V experimentu adoptivní matky divokého středomořského králíka vychovaly novorozence králíky z Porto Santo. Když dosáhli dospělosti, byli tito králíci Porto Santo úspěšně spářeni se středomořskými králíky, aby produkovali zdravé a plodné potomky.

U některých biologů tento experiment jasně ukazuje, že králíci Porto Santo nejsou samostatným druhem, nýbrž spíše poddruhem, což je členění klasifikace druhu. Tito biologové považují králíky Porto Santo za příklad probíhající speciace (podobně jako veverky Kaibab).

Jiní biologové si myslí, že králík Porto Santo je samostatným druhem, protože za přírodních podmínek se kříží s jinými králíky.

Poznamenávají, že šlechtitelský experiment byl úspěšný teprve poté, co byly králíci Porto Santo chováni v umělých podmínkách, což pravděpodobně změnilo jejich přirozené chování.

Reference

1. Alopatická speciace: velká propast. Obnoveno z: berkeley.edu/evolibrary/article/_0/speciationmodes_02
2. Brooks, D. & McLennan, D. (2012). The Nature of Diversity: Evolutionary Voyage of Discovery (1. vydání). University of Chicago Press.
3. Givnish, T. & Sytsma, K. (2000). Molekulární evoluce a adaptivní záření (1. vydání). Cambridge University Press.
4. Kaneko, K. (2006). Život: Úvod do komplexní biologie systémů (Il. Ed.). Springer.
5. Rittner, D. & McCabe, T. (2004). Encyklopedie biologie. Fakta ve spisu.
6. Russell, P. (2007). Biologie: Dynamická věda (1. vydání). Cengage Learning.
7. Solomon, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). Biologie (7. vydání) Cengage Learning.
8. Tilmon, K. (2008). Specializace, spekulace a záření: Evoluční biologie bylinožravého hmyzu (1. vydání). Univerzita Kalifornie Press.
9. White, T., Adams, W. & Neale, D. (2007). Genetika lesa (1. vydání). CABI.