Genetická izolácia a evolúcia

Výskyt nového druhu je v roku 2006 dôležitou udalosťou vývoj. Typicky je to pomalý proces, keď sa dve populácie postupne navzájom odlišujú, až kým sa už nemôžu krížiť.

Aby sa populácie mohli takto líšiť, musia byť geneticky izolované - inými slovami, musia sa navzájom páriť zriedka alebo nikdy.

Bez genetická izolácia v priebehu evolúcie párenie spôsobí výmenu génov medzi populáciami a minimalizuje rozdiely medzi nimi, aby sa nerozchádzali.

Populácie sa môžu navzájom geneticky izolovať niekoľkými rôznymi spôsobmi.

Najjednoduchší druh genetickej izolácie je prekonaný alopatriaalebo geografická separácia, kedy sú dve populácie oddelené určitou fyzickou bariérou, takže nie sú schopné vymieňať si jednotlivcov a páriť sa.

Ak sa semeno z rastliny unesie vetrom a skončí stovky kilometrov od svojej pôvodnej rastliny, napríklad nájde novú populáciu, ktorá sa nemôže krížiť so starou, pretože je príliš ďaleko od seba. Teraz sa tieto dve populácie môžu postupne rozchádzať a vyvíjať, až kým sa nestanú tak odlišnými, že sú rôznymi druhmi.

Najznámejším príkladom sú pěnkavy Galapágskych ostrovov.

Pinky môžu len veľmi zriedka prechádzať z jedného ostrova na druhý kvôli vode oceánu, takže populácie na rôznych ostrovoch sú do značnej miery izolované a postupne sa vyvinuli do samostatných druhov.

Niekedy neexistujú žiadne fyzické bariéry proti páreniu, ale populácia sa môže postupne rozdeliť na geneticky izolované skupiny, pretože jedinci majú väčšiu pravdepodobnosť párenia so svojimi blízkymi susedmi. Tento druh procesu sa nazýva parapatrická špeciácia.

Jeden pozorovaný príklad je Anthoxanthum odoratumalebo byvolia tráva. Niektoré odrody trávy sú tolerantnejšie k znečisteniu ťažkými kovmi ako iné, a môžu tak rásť v blízkosti baní so znečistenou pôdou.

Aj keď by sa tieto odrody teoreticky mohli krížiť s byvolou trávou v iných neznečistených oblastiach, v praxi to majú tendenciu plemeno výlučne s blízkymi susedmi, takže odrody, ktoré kvitnú v blízkosti baní, sa postupne odlišujú od ostatných populácie.

V sympatrická špecializácia, subpopulácia sa postupne stáva geneticky izolovanou, pretože využíva nový zdroj vo svojom prostredí.

Najbežnejším príkladom je jablkový červ. Pôvodne tieto muchy ukladali vajíčka iba na hlohy, ale keď sa predstavili americkí kolonisti jabloní, aj na tieto začali muchy kladiť vajíčka.

Všeobecne však platí, že ženy tohto druhu rady kladú vajíčka na rovnaký druh ovocia, na akom vyrastali, a zdá sa, že muži uprednostňujú ženy, ktoré majú radi svoj druh ovocia. Takže muži a ženy, ktoré vyrastali na hlohoch, majú tendenciu páriť sa navzájom, ale nie so mužmi a ženami, ktoré vyrastali na jablkách.

Postupom času tieto preferencie postupne viedli k vzniku dvoch samostatných subpopulácií, ktoré sa navzájom geneticky odlišujú, hoci zdieľajú rovnaké územie.

Len čo sú dve populácie geneticky izolované, môžu sa rozchádzať prostredníctvom jedného z dvoch mechanizmov: prirodzený výber alebo genetický drift. Je to tiež príklad reprodukčnej izolácie.

• Prirodzený výber: Tlak prostredia ako choroba alebo obmedzené zdroje zabezpečujú, aby jedinci s určitými génmi zanechali po sebe viac potomkov ako ostatní. Následne sa tieto gény v populácii časom stanú bežnejšími.
• Genetický posun: Náhodná udalosť ako hurikán vyhladí jednotlivcov neselektívne, takže niektoré gény sa stávajú bežnejšími, zatiaľ čo iné vylúčené - nie preto, že tieto gény sú lepšie alebo horšie ako ostatné, ale preto, že náhodná udalosť vyhladila jednotlivcov ich nosenie.
  

Jedným z bežných príkladov genetického driftu je zakladateľský efekt, kde niekoľko jednotlivcov štrajkuje samo a vytvára novú populáciu. Aj keď gény, ktoré títo jedinci nesú, boli v starej populácii neobvyklé, v novej budú bežné.