Genetisk isolasjon og evolusjon

Fremveksten av en ny art er en viktig begivenhet i utvikling. Vanligvis er det en langsom prosess der to populasjoner gradvis blir mer og mer forskjellige fra hverandre til de ikke lenger kan krysse hverandre.

For at populasjoner skal variere slik, må de være genetisk isolert - med andre ord, de må sjelden eller aldri pare seg med hverandre.

Uten genetisk isolasjon i evolusjon vil parring føre til utveksling av gener mellom populasjonene og minimere forskjeller mellom dem slik at de ikke avviker.

Befolkningen kan bli genetisk isolert fra hverandre på flere forskjellige måter.

Den enkleste typen genetisk isolasjon er gjennom allopatry, eller geografisk separasjon, der to populasjoner er atskilt av en slags fysisk barriere, slik at de ikke kan utveksle enkeltpersoner og parre seg.

Hvis et frø fra en plante blir ført med av vinden og ender hundrevis av miles fra sin opprinnelige plante, for eksempel vil den finne en ny befolkning som ikke kan krysse av med den gamle fordi de bare er for langt fra hverandre. Nå kan de to populasjonene gradvis avvike og utvikle seg til de blir så forskjellige at de er forskjellige arter.

Det mest kjente eksemplet er finnene på Galapagosøyene.

Finker er bare veldig sjelden i stand til å krysse fra en øy til en annen på grunn av havvannet befolkningen på forskjellige øyer er stort sett isolert og har gradvis utviklet seg til å være separat arter.

Noen ganger er det ingen fysiske barrierer for parring, men en befolkning kan gradvis dele seg i genetisk isolerte grupper fordi enkeltpersoner er mer sannsynlig å parre seg med sine nærmeste naboer. Denne typen prosesser kalles parapatrisk spesiering.

Et observert eksempel er Anthoxanthum odoratum, eller bøffelgress. Noen varianter av gresset er mer tolerante for tungmetallforurensning enn andre, og kan dermed vokse nær gruver med forurenset jord.

Selv om disse variantene i teorien kunne krysse av bøffelgress i andre urenheter, har de en tendens til å gjøre det avler utelukkende med nære naboer, så variantene som blomstrer nær gruvene avviker gradvis fra andre populasjoner.

I sympatrisk spesiering, blir en underpopulasjon gradvis genetisk isolert fordi den utnytter en ny ressurs i sitt miljø.

Det vanligste eksemplet er eplemagen. Opprinnelig la disse fluene eggene sine bare på hagtorn, men da de amerikanske kolonistene introduserte epletrærbegynte fluene å legge eggene sine på disse også.

Generelt sett liker kvinner av denne arten imidlertid å legge eggene på den samme frukten som de vokste opp på, og hannene ser ut til å foretrekke kvinner som liker deres type frukt. Så menn og kvinner som vokste opp på hagtorn, pleier å pare seg med hverandre, men ikke med hanner og kvinner som vokser opp på epler.

Over tid har disse preferansene gradvis ført til fremveksten av to separate underpopulasjoner som er genetisk forskjellige fra hverandre, selv om de deler samme territorium.

Når to populasjoner er genetisk isolert, kan de avvike gjennom en av to mekanismer: naturlig utvalg eller Genetisk drift. Det er også et reproduktivt isolasjonseksempel.

• Naturlig utvalg: Miljøpress som sykdom eller begrensede ressurser sørger for at individer med visse gener etterlater seg flere avkom enn andre. Følgelig blir disse genene vanligere i befolkningen over tid.
• Genetisk drift: En tilfeldig hendelse som en orkan utsletter individer ikke-selektivt, slik at noen gener blir vanligere mens andre er det eliminert - ikke fordi disse genene er bedre eller dårligere enn de andre, men fordi en tilfeldig hendelse utslettet individene bærer dem.
  

Et vanlig eksempel på genetisk drift er grunnlegger-effekt, hvor noen få individer slår til på egenhånd og danner en ny befolkning. Selv om genene disse individene bærer var uvanlige i den gamle befolkningen, vil de nå være vanlige i den nye.