Генетична изолация и еволюция

Появата на нов вид е важно събитие през еволюция. Обикновено това е бавен процес, при който две популации постепенно стават все по-различни помежду си, докато вече не могат да се кръстосват.

За да се разминават популациите по този начин, те трябва да бъдат генетично изолирани - с други думи, те трябва да се чифтосват помежду си рядко или никога.

Без генетична изолация в еволюцията чифтосването ще доведе до обмена на гени между популациите и ще сведе до минимум разликите между тях, за да не се различават.

Популациите могат да се генетично изолират един от друг по няколко различни начина.

Най-простият вид генетична изолация е чрез алопатрия, или географско разделяне, където две популации са разделени от някаква физическа бариера, така че не могат да обменят индивиди и да се чифтосват.

Ако семе от растение се унесе от вятъра и завърши на стотици мили от своето растение майка, например, ще намери нова популация, която не може да се кръстосва със старата, защото те са твърде далеч на части. Сега двете популации могат постепенно да се разминават и да се развиват, докато не станат толкова различни, че са различни видове.

Най-известният пример са чинките на Галапагоските острови.

Чинките много рядко са в състояние да преминат от един остров на друг поради океанската вода, така че популациите на различни острови са до голяма степен изолирани и постепенно са се превърнали в отделни видове.

Понякога няма физически бариери пред чифтосването, но популацията може постепенно да се раздели на генетично изолирани групи, тъй като индивидите са по-склонни да се чифтосват с близките си съседи. Този вид процес се нарича парапатрично видообразуване.

Един наблюдаван пример е Anthoxanthum odoratum, или биволска трева. Някои сортове трева са по-толерантни към замърсяване с тежки метали от други и по този начин могат да растат близо до мини със замърсени почви.

Въпреки че на теория тези сортове биха могли да се кръстосват с биволска трева в други незамърсени региони, на практика те са склонни се размножават изключително с близки съседи, така че сортовете, които процъфтяват в близост до мини, постепенно се отклоняват от другите популации.

В симпатрично видообразуване, под-популация постепенно се генетично изолира, защото използва нов ресурс в своята среда.

Най-често срещаният пример е ябълковият личинка. Първоначално тези мухи снасят яйцата си само на глог, но когато американските колонисти въвеждат ябълкови дървета, мухите започнаха да снасят яйцата си и върху тях.

Като цяло обаче женските от този вид обичат да снасят яйцата си от същия вид плод, на който са израснали, а мъжете изглежда предпочитат женските, които харесват техния вид плодове. Така че мъжете и жените, израснали на глог, са склонни да се чифтосват помежду си, но не и с мъже и жени, които са израснали на ябълки.

С течение на времето тези предпочитания постепенно доведоха до появата на две отделни субпопулации, които са генетично различни един от друг, въпреки че те споделят една и съща територия.

След като две популации са генетично изолирани, те могат да се разминават чрез един от двата механизма: естествен подбор или генетично отклонение. Това също е пример за репродуктивна изолация.

• Естествен подбор: Налягането на околната среда като болести или ограничени ресурси гарантира, че хората с определени гени оставят след себе си повече потомство от други. Следователно тези гени стават все по-често срещани в популацията с течение на времето.
• Генетично отклонение: Случайно събитие като ураган унищожава индивидите неселективно, така че някои гени стават по-често срещани, докато други са елиминирани - не защото тези гени са по-добри или по-лоши от останалите, а защото случайно събитие унищожава индивидите носейки ги.
  

Един често срещан пример за генетичен дрейф е ефект на основателя, където няколко индивида сами нанасят удари и формират нова популация. Дори ако гените, които тези индивиди носят, са били необичайни при старата популация, сега те ще бъдат често срещани в новата.