Genetska izolacija in evolucija

Pojav nove vrste je pomemben dogodek v Ljubljani evolucija. Običajno gre za počasen postopek, pri katerem se dve populaciji postopoma čedalje bolj razlikujeta, dokler se ne moreta več križati.

Da se populacije tako razlikujejo, morajo biti genetsko izolirane - z drugimi besedami, pariti se morajo med seboj le redko ali nikoli.

Brez genetska izolacija v evoluciji bo parjenje povzročilo izmenjavo genov med populacijami in zmanjšalo razlike med njimi, da se ne bodo razhajale.

Populacije se lahko genetsko izolirajo med seboj na več različnih načinov.

Najpreprostejša genetska izolacija je skozi alopatrija, ali geografsko ločitev, kjer sta dve populaciji ločeni s kakšno fizično pregrado, zato si ne moreta izmenjati posameznikov in se pariti.

Če seme iz rastline odnese veter in konča na stotine kilometrov od matične rastline, na primer, našel bo novo populacijo, ki se ne bo mogla križati s staro, ker je le predaleč narazen. Zdaj se lahko dve populaciji postopoma razhajata in razvijata, dokler se ne postaneta tako različni, da sta različni vrsti.

Najbolj znan primer so ščinkavci na Galapaških otokih.

Ščinkice so le zelo redko sposobne prečkati z enega otoka na drugega zaradi oceanske vode, torej populacije na različnih otokih so večinoma izolirane in so se postopoma razvile v ločene vrste.

Včasih ni nobenih fizičnih ovir za parjenje, vendar se lahko populacija postopoma razdeli v gensko izolirane skupine, ker se posamezniki pogosteje parijo s svojimi bližnjimi sosedi. Ta vrsta postopka se imenuje parapatrična speciacija.

Eden od opaženih primerov je Anthoxanthum odoratum, ali bivolja trava. Nekatere sorte trave so bolj strpne do onesnaženja s težkimi kovinami kot druge, zato lahko rastejo blizu rudnikov z onesnaženimi tlemi.

Čeprav bi se te sorte v teoriji lahko križale z bivoljo v drugih neonesnaženih regijah, se v praksi navadno redijo izključno z bližnjimi sosedi, zato se sorte, ki uspevajo v bližini rudnikov, postopoma razlikujejo od drugih prebivalstva.

V simpatična speciacija, podpopulacija se postopoma genetsko izolira, ker v svojem okolju izkorišča nov vir.

Najpogostejši primer je jabolčni ličin. Prvotno so te muhe odlagale jajca samo na glogove, ko pa so jih predstavili ameriški kolonisti jablane, so tudi na njih muhe začele odlagati jajčeca.

Na splošno pa samice te vrste radi odložijo jajčeca na istem sadju, na katerem so odraščale, samci pa imajo raje samice, ki jim je všeč njihova vrsta sadja. Tako se samci in samice, ki so odraščali na glogih, običajno parijo med seboj, ne pa tudi z moškimi in samicami, ki so odraščale na jabolkih.

Sčasoma so te preference postopoma privedle do nastanka dveh ločenih podskupin, ki se med seboj genetsko razlikujeta, čeprav imata isto ozemlje.

Ko sta dve populaciji genetsko izolirani, se lahko razhajata po enem od dveh mehanizmov: naravna selekcija ali genski premik. Je tudi primer reproduktivne izolacije.

• Naravna selekcija: Okoljski pritiski, kot so bolezni ali omejeni viri, zagotavljajo, da posamezniki z določenimi geni za seboj pustijo več potomcev kot drugi. Posledično so ti geni sčasoma pogostejši v populaciji.
• Genetski premik: Naključni dogodek, kot je orkan, posameznike izloči neselektivno, tako da nekateri geni postanejo pogostejši, drugi pa izločeni - ne zato, ker so ti geni boljši ali slabši od drugih, ampak zato, ker je naključni dogodek izbrisal posameznike ki jih nosijo.
  

Eden najpogostejših primerov genskega odnašanja je učinek ustanovitelja, kjer nekaj posameznikov samostojno stavka in oblikuje novo populacijo. Tudi če so geni, ki jih nosijo ti posamezniki, v stari populaciji bili redki, bodo zdaj novi v običajnih pogojih.