การแยกและวิวัฒนาการทางพันธุกรรม

การเกิดขึ้นของสายพันธุ์ใหม่เป็นเหตุการณ์สำคัญใน วิวัฒนาการ. โดยทั่วไปแล้ว จะเป็นกระบวนการที่ช้า โดยที่ประชากรสองกลุ่มจะค่อยๆ มีความแตกต่างกันมากขึ้นเรื่อยๆ จนกว่าจะไม่สามารถผสมข้ามพันธุ์ได้อีกต่อไป

เพื่อที่ประชากรจะแยกจากกันเช่นนี้ พวกมันต้องถูกแยกทางพันธุกรรม กล่าวคือ พวกเขาต้องผสมพันธุ์กันน้อยมากหรือไม่เคยเลย

ไม่มี การแยกยีน ในการวิวัฒนาการ การผสมพันธุ์จะทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนยีนระหว่างประชากร และลดความแตกต่างระหว่างพวกมันเพื่อไม่ให้ต่างกัน

ประชากรสามารถแยกตัวออกจากกันทางพันธุกรรมได้หลายวิธี

การแยกยีนแบบง่ายที่สุดคือผ่าน allopatryหรือการแบ่งแยกทางภูมิศาสตร์ โดยที่ประชากรสองกลุ่มถูกแยกจากกันด้วยสิ่งกีดขวางทางกายภาพบางอย่าง ดังนั้นพวกเขาจึงไม่สามารถแลกเปลี่ยนบุคคลและคู่ครองได้

หากเมล็ดพืชถูกลมพัดไปและไปจากต้นแม่หลายร้อยไมล์ เช่น จะพบประชากรใหม่ที่ไม่สามารถผสมพันธุ์กับกลุ่มเก่าได้เพราะอยู่ไกลเกินไป too ห่างกัน ตอนนี้ประชากรทั้งสองสามารถค่อย ๆ แยกออกและพัฒนาจนแตกต่างกันมากจนเป็นสายพันธุ์ที่แตกต่างกัน

ตัวอย่างที่มีชื่อเสียงที่สุดคือนกฟินช์ของหมู่เกาะกาลาปากอส

นกฟินช์แทบจะไม่สามารถข้ามจากเกาะหนึ่งไปอีกเกาะหนึ่งได้เนื่องจากน้ำทะเล ดังนั้น ประชากรบนเกาะต่าง ๆ ส่วนใหญ่แยกจากกันและค่อย ๆ พัฒนาแยกออกเป็น สายพันธุ์

บางครั้งไม่มีอุปสรรคทางกายภาพในการผสมพันธุ์ แต่ประชากรสามารถค่อยๆ แยกออกเป็นกลุ่มที่แยกตามพันธุกรรมได้ เนื่องจากบุคคลมีแนวโน้มที่จะผสมพันธุ์กับเพื่อนบ้านที่อยู่ใกล้กันมากขึ้น กระบวนการแบบนี้เรียกว่า parapatric speciation.

ตัวอย่างหนึ่งที่สังเกตได้คือ แอนโธแซนทัม odoratum, หรือ หญ้าควาย. หญ้าบางชนิดสามารถทนต่อมลพิษโลหะหนักได้ดีกว่าหญ้าชนิดอื่น และสามารถเติบโตได้ใกล้กับเหมืองด้วยดินที่มีมลพิษ

แม้ว่าในทางทฤษฎีแล้วพันธุ์เหล่านี้สามารถผสมพันธุ์กับหญ้าควายในพื้นที่ที่ไม่มีมลพิษอื่นๆ ได้ แต่ในทางปฏิบัติพวกมันมักจะ เพาะพันธุ์เฉพาะกับเพื่อนบ้านที่ใกล้ชิดเท่านั้น ดังนั้นพันธุ์ที่เจริญใกล้เหมืองจึงค่อย ๆ แตกต่างไปจากที่อื่น ประชากร

ใน เก็งกำไรแบบเห็นอกเห็นใจประชากรย่อยจะค่อยๆ ถูกแยกออกจากกันทางพันธุกรรม เพราะมันกำลังใช้ประโยชน์จากทรัพยากรใหม่ในสภาพแวดล้อมของมัน

ตัวอย่างที่พบบ่อยที่สุดคือตัวหนอนแอปเปิ้ล เดิมทีแมลงวันเหล่านี้วางไข่บนต้น Hawthorns เท่านั้น แต่เมื่ออาณานิคมของอเมริกาแนะนำ ต้นแอปเปิ้ล, แมลงวันก็เริ่มวางไข่บนสิ่งเหล่านี้ด้วย

อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปแล้ว ตัวเมียของสายพันธุ์นี้ชอบวางไข่บนผลไม้ชนิดเดียวกับที่มันเติบโต และตัวผู้ดูเหมือนจะชอบตัวเมียที่ชอบผลไม้ประเภทเดียวกัน ดังนั้นตัวผู้และตัวเมียที่เติบโตบนต้น Hawthorns มักจะผสมพันธุ์กัน แต่ไม่ใช่กับตัวผู้และตัวเมียที่เติบโตบนแอปเปิ้ล

เมื่อเวลาผ่านไป การตั้งค่าเหล่านี้ค่อยๆ นำไปสู่การเกิดขึ้นของประชากรย่อยสองกลุ่มที่แยกจากกันซึ่งแตกต่างกันทางพันธุกรรมจากกันและกัน แม้ว่าจะอยู่ในอาณาเขตเดียวกันก็ตาม

เมื่อประชากรสองกลุ่มถูกแยกจากกันทางพันธุกรรม พวกมันสามารถแยกจากกันผ่านกลไกใดกลไกหนึ่งจากสองกลไก: การคัดเลือกโดยธรรมชาติ หรือ ความเหลื่อมล้ำทางพันธุกรรม. นอกจากนี้ยังเป็นตัวอย่างการแยกการสืบพันธุ์

• การคัดเลือกโดยธรรมชาติ: แรงกดดันจากสิ่งแวดล้อม เช่น โรคภัยไข้เจ็บหรือทรัพยากรที่จำกัดทำให้มั่นใจได้ว่าบุคคลที่มียีนบางตัวจะทิ้งลูกหลานไว้เบื้องหลังมากกว่าคนอื่นๆ ดังนั้นยีนเหล่านี้จึงกลายเป็นเรื่องธรรมดาในประชากรเมื่อเวลาผ่านไป
• ดริฟท์ทางพันธุกรรม: เหตุการณ์สุ่มเช่นพายุเฮอริเคนจะกวาดล้างบุคคลโดยไม่ผ่านการคัดเลือกเพื่อให้ยีนบางตัวกลายเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้นในขณะที่บางยีน ถูกกำจัด – ไม่ใช่เพราะยีนเหล่านั้นดีกว่าหรือแย่กว่าตัวอื่น แต่เพราะเหตุการณ์สุ่มกำจัดบุคคลออกไป แบกพวกเขา
  

ตัวอย่างทั่วไปของการเบี่ยงเบนทางพันธุกรรมคือ เอฟเฟคผู้ก่อตั้งที่ซึ่งบุคคลสองสามคนออกไปด้วยตนเองและสร้างประชากรใหม่ แม้ว่ายีนที่บุคคลเหล่านี้มีอยู่จะพบได้ไม่บ่อยในประชากรกลุ่มเก่า แต่ตอนนี้ยีนเหล่านี้จะกลายเป็นยีนธรรมดาในยีนใหม่