Genetische Isolation und Evolution

Die Entstehung einer neuen Art ist ein wichtiges Ereignis in Evolution. Normalerweise ist es ein langsamer Prozess, bei dem sich zwei Populationen allmählich immer mehr voneinander unterscheiden, bis sie sich nicht mehr kreuzen können.

Damit Populationen so divergieren können, müssen sie genetisch isoliert werden, das heißt, sie müssen sich selten oder nie miteinander paaren.

Ohne genetische Isolierung In der Evolution wird die Paarung den Austausch von Genen zwischen den Populationen bewirken und die Unterschiede zwischen ihnen minimieren, damit sie nicht divergieren.

Populationen können auf verschiedene Weise genetisch voneinander isoliert werden.

Die einfachste Art der genetischen Isolierung ist durch Allopatrie, oder geografische Trennung, bei der zwei Populationen durch eine Art physische Barriere getrennt sind, sodass sie weder Individuen austauschen noch sich paaren können.

Wenn ein Samen einer Pflanze vom Wind weggetragen wird und Hunderte von Meilen von seiner Mutterpflanze entfernt landet, zum Beispiel wird es eine neue Population finden, die sich nicht mit der alten kreuzen kann, weil sie einfach zu weit entfernt sind ein Teil. Jetzt können die beiden Populationen allmählich auseinandergehen und sich entwickeln, bis sie so unterschiedlich werden, dass sie unterschiedliche Arten sind.

Das bekannteste Beispiel sind die Finken der Galapagos-Inseln.

Finken können wegen des Meerwassers nur sehr selten von einer Insel zur anderen wechseln Populationen auf verschiedenen Inseln sind weitgehend isoliert und haben sich allmählich zu separaten entwickelt Spezies.

Manchmal gibt es keine physischen Hindernisse für die Paarung, aber eine Population kann sich allmählich in genetisch isolierte Gruppen aufteilen, da sich Individuen eher mit ihren nahen Nachbarn paaren. Diese Art von Prozess heißt parapatrische Art.

Ein beobachtetes Beispiel ist Anthoxanthum odoratum, oder Büffelgras. Einige Grassorten sind toleranter gegenüber Schwermetallbelastungen als andere und können daher in der Nähe von Minen mit verschmutzten Böden wachsen.

Obwohl sich diese Sorten theoretisch mit Büffelgras in anderen unbelasteten Regionen kreuzen könnten, neigen sie in der Praxis dazu, züchten ausschließlich mit engen Nachbarn, daher weichen die Sorten, die in der Nähe von Minen gedeihen, allmählich von anderen ab Bevölkerungen.

Im sympatrische Artbildung, wird eine Unterpopulation allmählich genetisch isoliert, weil sie eine neue Ressource in ihrer Umgebung ausbeutet.

Das bekannteste Beispiel ist die Apfelmade. Ursprünglich legten diese Fliegen ihre Eier nur auf Weißdornen, aber als die amerikanischen Kolonisten einführten Apfelbäume, begannen auch die Fliegen darauf ihre Eier zu legen.

Im Allgemeinen legen die Weibchen dieser Art ihre Eier jedoch gerne auf die gleiche Fruchtart, auf der sie aufgewachsen sind, und die Männchen scheinen Weibchen zu bevorzugen, die ihre Fruchtart mögen. Männchen und Weibchen, die auf Weißdornen aufgewachsen sind, neigen also dazu, sich miteinander zu paaren, aber nicht mit Männchen und Weibchen, die auf Äpfeln aufgewachsen sind.

Im Laufe der Zeit haben diese Präferenzen nach und nach zur Entstehung zweier separater Subpopulationen geführt, die sich genetisch voneinander unterscheiden, obwohl sie dasselbe Territorium teilen.

Sobald zwei Populationen genetisch isoliert sind, können sie durch einen von zwei Mechanismen divergieren: natürliche Selektion oder genetische Drift. Es ist auch ein Beispiel für reproduktive Isolation.

• Natürliche Selektion: Umweltbelastungen wie Krankheiten oder begrenzte Ressourcen sorgen dafür, dass Menschen mit bestimmten Genen mehr Nachkommen hinterlassen als andere. Folglich werden diese Gene im Laufe der Zeit in der Bevölkerung häufiger.
• Genetische Drift: Ein zufälliges Ereignis wie ein Hurrikan löscht Individuen nicht selektiv aus, sodass einige Gene häufiger vorkommen, während andere es sind eliminiert – nicht weil diese Gene besser oder schlechter sind als die anderen, sondern weil ein zufälliges Ereignis die Individuen ausgelöscht hat sie tragen.
  

Ein häufiges Beispiel für genetische Drift ist die Gründereffekt, wo einige wenige Individuen auf eigene Faust losziehen und eine neue Population bilden. Auch wenn die Gene, die diese Individuen tragen, in der alten Population ungewöhnlich waren, werden sie jetzt in der neuen Population vorkommen.