معلومة

5.2: تكوين أنواع جديدة - علم الأحياء


مهارات التطوير

  • تحديد الأنواع ووصف كيف يتم تحديد الأنواع على أنها مختلفة
  • وصف المتغيرات الجينية التي تؤدي إلى الانتواع
  • التعرف على الحواجز الإنجابية قبل اللواقح وما بعد اللواقح
  • اشرح الانتواع الخيفي والتماثلي
  • وصف الإشعاع التكيفي

على الرغم من أن جميع أشكال الحياة على الأرض تشترك في العديد من أوجه التشابه الجينية ، إلا أن كائنات معينة فقط تجمع المعلومات الجينية عن طريق التكاثر الجنسي ولديها ذرية يمكنها التكاثر بنجاح. يطلق العلماء على هذه الكائنات أعضاء من نفس النوع البيولوجي.

الأنواع والقدرة على التكاثر

النوع هو مجموعة من الكائنات الحية الفردية التي تتزاوج وتنتج ذرية خصبة وقابلة للحياة. وفقًا لهذا التعريف ، يتم تمييز أحد الأنواع عن الآخر عندما لا يكون من الممكن ، في الطبيعة ، للتزاوج بين الأفراد من كل نوع إنتاج ذرية خصبة.

يشترك أعضاء من نفس النوع في الخصائص الخارجية والداخلية التي تتطور من الحمض النووي الخاص بهم. كلما كانت العلاقة الوثيقة التي يتشاركها كائنان ، زاد عدد القواسم المشتركة بينهما ، تمامًا مثل الناس وعائلاتهم. من المرجح أن يكون الحمض النووي للناس أشبه بالحمض النووي للأب أو الأم من الحمض النووي لابن عمهم أو أجدادهم. تمتلك الكائنات الحية من نفس النوع أعلى مستوى من محاذاة الحمض النووي وبالتالي تشترك في الخصائص والسلوكيات التي تؤدي إلى التكاثر الناجح.

يمكن أن يكون مظهر الأنواع مضللاً في الإشارة إلى القدرة أو عدم القدرة على التزاوج. على سبيل المثال ، على الرغم من أن الكلاب الأليفة (الذئبة المألوفة للكلاب) تظهر الاختلافات المظهرية ، مثل الحجم والبناء والغطاء ، يمكن لمعظم الكلاب أن تتزاوج وتنتج كلابًا قابلة للحياة يمكن أن تنضج وتتكاثر جنسيًا (الشكل ( PageIndex {1} )).

في حالات أخرى ، قد يظهر الأفراد متشابهين على الرغم من أنهم ليسوا أعضاء في نفس النوع. على سبيل المثال ، على الرغم من النسور الصلعاء (Haliaeetus leucocephalus) ونسور الأسماك الأفريقية (Haliaeetus vocifer) كلاهما طيور ونسور ، كل منها ينتمي إلى مجموعة أنواع منفصلة (الشكل ( PageIndex {2} )). إذا تدخل البشر بشكل مصطنع وقاموا بتخصيب بويضة نسر أصلع بالحيوانات المنوية لنسر سمكي أفريقي وفقس كتكوت ، فإن هذا النسل ، الذي يسمى الهجين (تهجين بين نوعين) ، من المحتمل أن يكون عقيمًا - غير قادر على النجاح تتكاثر بعد بلوغها مرحلة النضج. قد يكون للأنواع المختلفة جينات مختلفة نشطة في التنمية ؛ لذلك ، قد لا يكون من الممكن تطوير ذرية قابلة للحياة بمجموعتين مختلفتين من الاتجاهات. وبالتالي ، على الرغم من حدوث التهجين ، لا يزال النوعان منفصلين.

يشترك سكان الأنواع في مجموعة جينات: مجموعة من جميع متغيرات الجينات في النوع. مرة أخرى ، يجب أن يكون أساس أي تغييرات في مجموعة أو مجموعة من الكائنات جينيًا لأن هذه هي الطريقة الوحيدة لمشاركة السمات ونقلها. عندما تحدث الاختلافات داخل نوع ما ، فلا يمكن نقلها إلا إلى الجيل التالي عبر مسارين رئيسيين: التكاثر اللاجنسي أو التكاثر الجنسي. سيتم تمرير التغيير لاجنسيًا ببساطة إذا امتلكت خلية التكاثر الصفة المتغيرة. لكي تنتقل السمة المتغيرة عن طريق التكاثر الجنسي ، يجب أن تمتلك الأمشاج ، مثل الحيوانات المنوية أو خلية البويضة ، الصفة المتغيرة. بعبارة أخرى ، يمكن للكائنات التي تتكاثر جنسيًا أن تتعرض للعديد من التغيرات الجينية في خلايا أجسامها ، ولكن إذا لم تحدث هذه التغييرات في الحيوانات المنوية أو خلية البويضة ، فلن تصل السمة المتغيرة إلى الجيل التالي أبدًا. يمكن أن تتطور السمات الوراثية فقط. لذلك ، يلعب التكاثر دورًا رئيسيًا في أن يتجذر التغيير الجيني في مجموعة أو نوع. باختصار ، يجب أن تكون الكائنات الحية قادرة على التكاثر مع بعضها البعض لتمرير سمات جديدة إلى الأبناء.

الانتواع

التعريف البيولوجي للأنواع ، الذي يعمل من أجل كائنات التكاثر الجنسي ، هو مجموعة من الأفراد المتكاثرون بالفعل أو المحتمل تهجينهم. هناك استثناءات لهذه القاعدة. العديد من الأنواع متشابهة بدرجة كافية لدرجة أن النسل الهجين ممكن وقد يحدث غالبًا في الطبيعة ، ولكن بالنسبة لغالبية الأنواع ، تنطبق هذه القاعدة بشكل عام. في الواقع ، يشير وجود أنواع هجينة في الطبيعة بين الأنواع المتشابهة إلى أنها قد تكون قد انحدرت من نوع واحد متزاوج ، وقد لا تكتمل عملية الانتواع بعد.

نظرًا للتنوع الاستثنائي للحياة على الكوكب ، يجب أن تكون هناك آليات للانتواع: تكوين نوعين من نوع أصلي واحد. تصور داروين هذه العملية كحدث متفرع ورسم العملية في الرسم التوضيحي الوحيد الموجود في على ال أصل الأنواع (الشكل ( PageIndex {3} ) أ). قارن هذا الرسم التوضيحي بالرسم التخطيطي لتطور الأفيال (الشكل ( PageIndex {3} ) ب) ، والذي يوضح أنه مع تغير نوع واحد بمرور الوقت ، فإنه يتفرع ليشكل أكثر من نوع جديد واحد ، بشكل متكرر ، طالما أن السكان على قيد الحياة أو حتى ينقرض الكائن الحي.

لكي يحدث الانتواع ، يجب تكوين مجموعتين جديدتين من مجتمع أصلي واحد ويجب أن تتطور بطريقة تجعل من المستحيل على الأفراد من المجموعتين الجديدتين التزاوج. اقترح علماء الأحياء آليات يمكن من خلالها حدوث ذلك والتي تقع في فئتين عريضتين. يشمل الانتواع الخيفي (allo- = "other"؛ -patric = "homeland") الفصل الجغرافي للسكان عن الأنواع الأم والتطور اللاحق. الانتواع الودي (sym- = "same"؛ -patric = "homeland") ينطوي على انتواع يحدث داخل الأنواع الأم المتبقية في مكان واحد.

يعتقد علماء الأحياء في أحداث الانتواع على أنها انقسام نوع أسلاف واحد إلى نوعين متحدرين. لا يوجد سبب لعدم وجود أكثر من نوعين في وقت واحد باستثناء أنه أقل احتمالية ويمكن تصور أحداث متعددة على أنها انقسامات فردية تحدث في وقت قريب.

الأنواع التماثلية

يمتلك السكان المستمرون جغرافيًا مجموعة جينات متجانسة نسبيًا. تدفق الجينات ، حركة الأليلات عبر نطاق الأنواع ، مجاني نسبيًا لأن الأفراد يمكنهم التحرك ثم التزاوج مع الأفراد في موقعهم الجديد. وبالتالي ، فإن تواتر الأليل في أحد طرفي التوزيع سيكون مماثلاً لتكرار الأليل في الطرف الآخر. عندما تصبح المجموعات السكانية غير متصلة جغرافيًا ، يتم منع هذا التدفق الحر للأليلات. عندما يستمر هذا الفصل لفترة من الزمن ، يمكن للمجموعتين أن تتطور على طول مسارات مختلفة. وهكذا ، فإن ترددات أليلها في العديد من المواضع الجينية تصبح تدريجياً مختلفة أكثر فأكثر مع ظهور الأليلات الجديدة بشكل مستقل عن طريق الطفرة في كل مجموعة. عادةً ما تختلف الظروف البيئية ، مثل المناخ والموارد والحيوانات المفترسة والمنافسين للمجموعتين ، مما يتسبب في تفضيل الانتقاء الطبيعي للتكيفات المتباينة في كل مجموعة.

يمكن أن يحدث عزل السكان المؤدي إلى الانتواع الوبائي بعدة طرق: نهر يشكل فرعًا جديدًا ، أو تآكلًا يشكل واديًا جديدًا ، أو مجموعة من الكائنات الحية تنتقل إلى موقع جديد دون القدرة على العودة ، أو تطفو البذور فوق المحيط إلى جزيرة. تعتمد طبيعة الفصل الجغرافي الضروري لعزل السكان كليًا على بيولوجيا الكائن الحي وإمكانية انتشاره. إذا استقرت مجموعتان من الحشرات الطائرة في وديان قريبة منفصلة ، فمن المحتمل أن الأفراد من كل مجموعة سوف يطيرون ذهابًا وإيابًا باستمرار تدفق الجينات. ومع ذلك ، إذا انقسمت مجموعتان من القوارض عن طريق تكوين بحيرة جديدة ، فلن يكون من المحتمل استمرار تدفق الجينات ؛ لذلك ، من المرجح أن تكون الأنواع.

يقوم علماء الأحياء بتجميع العمليات التماثلية في فئتين: التشتت والتناوب. يحدث التشتت عندما ينتقل عدد قليل من أعضاء نوع ما إلى منطقة جغرافية جديدة ، ويحدث العكس عندما تنشأ حالة طبيعية لتقسيم الكائنات جسديًا.

لقد وثق العلماء العديد من حالات الانتواع الخيفي التي تحدث. على سبيل المثال ، على طول الساحل الغربي للولايات المتحدة ، يوجد نوعان فرعيان منفصلان من البوم المرقط. البومة الشمالية المرقطة لها اختلافات وراثية وظاهرية عن قريبها القريب: البومة المكسيكية المرقطة ، التي تعيش في الجنوب (الشكل ( PageIndex {4} )).

بالإضافة إلى ذلك ، وجد العلماء أنه كلما زادت المسافة بين مجموعتين كانتا ذات مرة من نفس النوع ، زاد احتمال حدوث الانتواع. يبدو هذا منطقيًا لأنه مع زيادة المسافة ، من المحتمل أن يكون للعوامل البيئية المختلفة قواسم مشتركة أقل من المواقع القريبة. تأمل البومتين: في الشمال يكون المناخ أكثر برودة منه في الجنوب. تختلف أنواع الكائنات الحية في كل نظام بيئي ، كما تختلف سلوكياتهم وعاداتهم ؛ كما تختلف عادات الصيد واختيارات الفرائس للبوم الجنوبي عن البوم الشمالي. يمكن أن تؤدي هذه الاختلافات إلى تطور الاختلافات في البوم ، ومن المحتمل أن يحدث الانتواع.

الإشعاع التكيفي

في بعض الحالات ، تنتشر مجموعة من نوع واحد في جميع أنحاء المنطقة ، ويجد كل منها مكانًا متميزًا أو موطنًا منعزلاً. بمرور الوقت ، تؤدي المتطلبات المتنوعة لأساليب حياتهم الجديدة إلى أحداث انتواع متعددة تنشأ من نوع واحد. وهذا ما يسمى بالإشعاع التكيفي لأن العديد من عمليات التكيف تتطور من نقطة منشأ واحدة ؛ وبالتالي ، مما يتسبب في إشعاع الأنواع إلى عدة أنواع جديدة. توفر أرخبيل الجزر مثل جزر هاواي سياقًا مثاليًا لأحداث الإشعاع التكيفي لأن المياه تحيط بكل جزيرة مما يؤدي إلى العزلة الجغرافية للعديد من الكائنات الحية. يوضح زاحف العسل في هاواي أحد الأمثلة على الإشعاع التكيفي. من نوع واحد ، يسمى الأنواع المؤسسة ، تطورت أنواع عديدة ، بما في ذلك الأنواع الستة الموضحة في الشكل ( PageIndex {5} ).

لاحظ الاختلافات في مناقير الأنواع في الشكل ( PageIndex {5} ). أدى التطور استجابة للانتقاء الطبيعي بناءً على مصادر غذائية محددة في كل موطن جديد إلى تطور منقار مختلف يناسب مصدر الغذاء المحدد. يمتلك الطائر الذي يأكل البذور منقارًا أقوى وأكثر سمكًا وهو مناسب لكسر المكسرات الصلبة. الطيور الآكلة للرحيق لها مناقير طويلة لتغطس في الأزهار لتصل إلى الرحيق. الطيور الآكلة للحشرات لها مناقير مثل السيوف ، وهي مناسبة لطعن الحشرات وطعنها. عصافير داروين هي مثال آخر للإشعاع التكيفي في الأرخبيل.

ارتباط بالتعلم

انقر من خلال هذا الموقع التفاعلي لترى كيف تطورت طيور الجزيرة بزيادات تطورية من 5 ملايين سنة مضت إلى اليوم.

الأنواع المتعاطفة

هل يمكن أن يحدث الاختلاف في حالة عدم وجود حواجز مادية لفصل الأفراد الذين يستمرون في العيش والتكاثر في نفس الموطن؟ الجواب نعم. تسمى عملية الانتواع داخل نفس الفضاء انتواع متعايش؛ تعني البادئة "sym" نفس الشيء ، لذا فإن كلمة "sympatric" تعني "نفس الوطن" على عكس "allopatric" التي تعني "الوطن الآخر". تم اقتراح ودراسة عدد من آليات الانتواع المتماثل.

يمكن أن يبدأ أحد أشكال الانتواع الودي بخطأ صبغي خطير أثناء انقسام الخلية. في حدث الانقسام الخلوي الطبيعي ، تتكاثر الكروموسومات ، وتتزاوج ، ثم تنفصل بحيث تحتوي كل خلية جديدة على نفس عدد الكروموسومات. ومع ذلك ، في بعض الأحيان تنفصل الأزواج ويكون المنتج الخلوي النهائي يحتوي على عدد كبير جدًا أو قليل جدًا من الكروموسومات الفردية في حالة تسمى اختلال الصيغة الصبغية (الشكل ( PageIndex {6} )).

اتصال فني

أيهما أكثر احتمالا للبقاء على قيد الحياة ، ذرية مع 2n + 1 كروموسومات أم ذرية مع 2n-1 كروموسومات؟

تعد تعدد الصبغيات حالة تحتوي فيها الخلية أو الكائن الحي على مجموعة أو مجموعات إضافية من الكروموسومات. حدد العلماء نوعين رئيسيين من تعدد الصبغيات التي يمكن أن تؤدي إلى العزلة الإنجابية للفرد في حالة تعدد الصبغيات. العزلة الإنجابية هي عدم القدرة على التزاوج. في بعض الحالات ، سيكون لدى الفرد متعدد الصيغ الصبغية مجموعتان أو أكثر من مجموعات الكروموسومات الكاملة من الأنواع الخاصة به في حالة تسمى الصبغية الذاتية (الشكل ( فهرس الصفحة {7} )). البادئة "auto-" تعني "الذات" ، لذا فإن المصطلح يعني عدة كروموسومات من نوع واحد. ينتج تعدد الصبغيات عن خطأ في الانقسام الاختزالي حيث تنتقل جميع الكروموسومات إلى خلية واحدة بدلاً من الانفصال.

على سبيل المثال ، إذا كان أحد الأنواع النباتية مع 2ن = 6 ينتج الأمشاج ذات الصبغة الذاتية التي تكون ثنائية الصبغيات أيضًا (2ن = 6 ، متى يجب أن تكون ن = 3) ، تحتوي الأمشاج الآن على ضعف عدد الكروموسومات كما ينبغي. ستكون هذه الأمشاج الجديدة غير متوافقة مع الأمشاج الطبيعية التي تنتجها هذه الأنواع النباتية. ومع ذلك ، يمكنهم إما التلقيح الذاتي أو التكاثر باستخدام نباتات ذاتية الصبغ أخرى ذات الأمشاج التي لها نفس العدد ثنائي الصيغة الصبغية. بهذه الطريقة ، يمكن أن يحدث الانتواع الودي بسرعة من خلال تكوين ذرية بـ 4ن يسمى رباعي الصيغة الصبغية. سيتمكن هؤلاء الأفراد على الفور من التكاثر فقط مع من هم من هذا النوع الجديد وليس مع الأنواع الموروثة من الأجداد.

الشكل الآخر من تعدد الصبغيات يحدث عندما يتكاثر أفراد من نوعين مختلفين لتكوين نسل قابل للحياة يسمى متعدد الصبغيات. البادئة "allo-" تعني "آخر" (استدعاء من allopatric): لذلك ، يحدث allopolyploid عندما تتحد الأمشاج من نوعين مختلفين. يوضح الشكل ( PageIndex {8} ) إحدى الطرق الممكنة التي يمكن أن يتشكل بها الصيغ متعدد الصيغ الصبغية. لاحظ كيف يستغرق الأمر جيلين ، أو عمليتين تناسليتين ، قبل النتائج الهجينة الخصبة القابلة للحياة.

الأشكال المزروعة من نباتات القمح والقطن والتبغ كلها متعددة الصبغات. على الرغم من أن تعدد الصبغيات يحدث أحيانًا في الحيوانات ، إلا أنه يحدث بشكل شائع في النباتات. (من غير المحتمل أن تعيش الحيوانات التي لديها أي من أنواع الانحرافات الصبغية الموصوفة هنا وتنتج نسلًا طبيعيًا.) اكتشف العلماء أن أكثر من نصف جميع أنواع النباتات التي تمت دراستها تتعلق بأنواع تطورت من خلال تعدد الصبغيات. مع هذا المعدل المرتفع من تعدد الصبغيات في النباتات ، يفترض بعض العلماء أن هذه الآلية تحدث على أنها تكيف أكثر من كونها خطأ.

العزلة الإنجابية

بالنظر إلى الوقت الكافي ، سيؤثر الاختلاف الوراثي والنمط الظاهري بين السكان على السمات التي تؤثر على التكاثر: إذا تم الجمع بين أفراد المجموعتين معًا ، فسيكون التزاوج أقل احتمالًا ، ولكن إذا حدث التزاوج ، فسيكون النسل غير قابل للحياة أو عقيمًا. قد تؤثر أنواع كثيرة من الشخصيات المتباينة على العزلة الإنجابية ، والقدرة على التزاوج بين المجموعتين.

يمكن أن يحدث العزل الإنجابي بعدة طرق. ينظمها العلماء في مجموعتين: حواجز ما قبل اللواقح وحواجز ما بعد اللاقحة. تذكر أن البيضة الملقحة هي بويضة مخصبة: الخلية الأولى في تطور كائن حي يتكاثر جنسيًا. لذلك ، فإن حاجز ما قبل الالتصاق هو آلية تمنع التكاثر ؛ وهذا يشمل الحواجز التي تمنع الإخصاب عندما تحاول الكائنات الحية التكاثر. يحدث حاجز ما بعد الزيجوت بعد تكوين الزيجوت ؛ وهذا يشمل الكائنات الحية التي لا تنجو من المرحلة الجنينية وتلك التي تولد عقيمة.

تمنع بعض أنواع حواجز ما قبل الالتصاق التكاثر تمامًا. تتكاثر العديد من الكائنات الحية فقط في أوقات معينة من العام ، وغالبًا ما تتكاثر سنويًا فقط. يمكن أن تعمل الاختلافات في جداول التكاثر ، والتي تسمى العزلة الزمنية ، كشكل من أشكال العزلة الإنجابية. على سبيل المثال ، يعيش نوعان من الضفادع في نفس المنطقة ، لكن أحدهما يتكاثر من كانون الثاني (يناير) إلى آذار (مارس) ، بينما يتكاثر الآخر من آذار (مارس) إلى أيار (مايو) (الشكل ( PageIndex {9} )).

في بعض الحالات ، تنتقل مجموعات من الأنواع أو تنتقل إلى موطن جديد وتستقر في مكان لم يعد يتداخل مع المجموعات الأخرى من نفس النوع. هذا الموقف يسمى عزل الموائل. يتوقف التكاثر مع الأنواع الأم ، وتوجد مجموعة جديدة أصبحت الآن مستقلة من الناحية التناسلية والوراثية. على سبيل المثال ، لم يعد بإمكان مجموعة الكريكيت التي تم تقسيمها بعد الفيضان التفاعل مع بعضها البعض. بمرور الوقت ، من المرجح أن تؤدي قوى الانتقاء الطبيعي والطفرة والانحراف الجيني إلى اختلاف المجموعتين (الشكل ( PageIndex {10} )).

تحدث العزلة السلوكية عندما يمنع وجود أو عدم وجود سلوك معين التكاثر. على سبيل المثال ، يستخدم ذكور اليراعات أنماطًا معينة من الضوء لجذب الإناث. تعرض أنواع مختلفة من اليراعات أضواءها بشكل مختلف. إذا حاول ذكر أحد الأنواع جذب أنثى من نوع آخر ، فلن تتعرف على نمط الضوء ولن تتزاوج مع الذكر.

تعمل حواجز ما قبل التزاوج الأخرى عندما تمنع الاختلافات في خلايا الأمشاج (البويضات والحيوانات المنوية) حدوث الإخصاب ؛ وهذا ما يسمى بالحاجز المشيجي. وبالمثل ، في بعض الحالات ، تحاول الكائنات الحية ذات الصلة الوثيقة التزاوج ، لكن هياكلها التناسلية ببساطة لا تتلاءم معًا. على سبيل المثال ، الذكور من الأنواع المختلفة لها أشكال مختلفة من الأعضاء التناسلية. إذا حاول أحد الأنواع التزاوج مع أنثى من نوع آخر ، فإن أجزاء جسمه ببساطة لا تتوافق مع بعضها (الشكل ( PageIndex {11} )).

في النباتات ، تهدف بعض الهياكل إلى جذب نوع واحد من الملقحات في وقت واحد لمنع الملقحات المختلفة من الوصول إلى حبوب اللقاح. يمكن أن يتنوع النفق الذي يجب أن يصل الحيوان من خلاله إلى الرحيق بشكل كبير من حيث الطول والقطر ، مما يمنع النبات من التلقيح المتبادل بأنواع مختلفة (الشكل ( PageIndex {12} )).

عندما يحدث الإخصاب وتتشكل الزيجوت ، يمكن أن تمنع حواجز ما بعد الزيجوت التكاثر. لا يمكن للأفراد الهجين في كثير من الحالات أن يتشكلوا بشكل طبيعي في الرحم ولا ينجون ببساطة بعد المراحل الجنينية. هذا يسمى الثبات الهجين لأن الكائنات الحية الهجينة ببساطة غير قابلة للحياة. في حالة أخرى بعد الزيجوت ، يؤدي التكاثر إلى ولادة ونمو هجين عقيم وغير قادر على إنجاب نسل خاص به ؛ وهذا ما يسمى بالعقم الهجين.

تأثير الموئل على الانتواع

قد يحدث الانتواع الودي أيضًا بطرق أخرى غير تعدد الصبغيات. على سبيل المثال ، ضع في اعتبارك نوعًا من الأسماك يعيش في بحيرة. مع نمو السكان ، تزداد المنافسة على الغذاء أيضًا. تحت الضغط للعثور على الطعام ، افترض أن مجموعة من هذه الأسماك لديها المرونة الجينية لاكتشاف وتغذية مورد آخر لم تستخدمه الأسماك الأخرى. ماذا لو تم العثور على مصدر الغذاء الجديد هذا على عمق مختلف من البحيرة؟ بمرور الوقت ، سيتفاعل أولئك الذين يتغذون على مصدر الغذاء الثاني مع بعضهم البعض أكثر من الأسماك الأخرى ؛ لذلك ، سوف يتكاثرون معًا أيضًا. من المحتمل أن يتصرف نسل هذه الأسماك مثل والديهم: التغذية والعيش في نفس المنطقة والابتعاد عن السكان الأصليين. إذا استمرت هذه المجموعة من الأسماك في البقاء منفصلة عن المجموعة الأولى ، فقد يحدث في النهاية انتواع متماثل مع تراكم المزيد من الاختلافات الجينية بينهما.

هذا السيناريو يحدث في الطبيعة ، كما يفعل الآخرون الذين يؤديون إلى العزلة الإنجابية. أحد هذه الأماكن هو بحيرة فيكتوريا في إفريقيا ، المشهورة بانتواعها المتماثل من أسماك البلطي. وجد الباحثون المئات من أحداث التماثل الودي في هذه الأسماك ، والتي لم تحدث فقط بأعداد كبيرة ، ولكن أيضًا خلال فترة زمنية قصيرة. يوضح الشكل ( PageIndex {13} ) هذا النوع من الانتواع بين مجموعة أسماك البلطي في نيكاراغوا. في هذه المنطقة ، يعيش نوعان من البلطي في نفس الموقع الجغرافي ، لكنهما أصبحا لهما أشكال مختلفة تسمح لهما بتناول مصادر غذائية مختلفة.

ملخص

يحدث الانتواع على طول مسارين رئيسيين: الفصل الجغرافي (الانتواع الوباطي) ومن خلال الآليات التي تحدث داخل الموائل المشتركة (الانتواع المتماثل). كلا المسارين يعزل السكان بشكل تناسلي في شكل ما. تعمل آليات العزلة الإنجابية كحواجز بين الأنواع وثيقة الصلة ، مما يمكنها من التشعب والوجود كأنواع مستقلة وراثيًا. تمنع حواجز ما قبل الزيجوت التكاثر قبل تكوين البيضة الملقحة ، بينما تمنع حواجز ما بعد الزيجوت التكاثر بعد حدوث الإخصاب. لكي يتطور نوع جديد ، يجب أن يتسبب شيء ما في اختراق حواجز التكاثر. يمكن أن يحدث الانتواع الودي من خلال أخطاء في الانقسام الاختزالي تشكل أمشاجًا مع صبغيات إضافية (تعدد الصبغيات). يحدث تعدد الصبغيات داخل نوع واحد ، بينما يحدث تعدد الصبغيات بين الأنواع وثيقة الصلة.

اتصالات فنية

[رابط] الذي هو الأكثر احتمالا للبقاء على قيد الحياة ، ذرية مع 2ن+1 كروموسومات أو ذرية بها 2ن-1 كروموسومات؟

[رابط] غالبًا ما يكون فقدان المادة الوراثية مميتًا ، لذا فإن النسل 2نمن المرجح أن تبقى كروموسومات +1 على قيد الحياة.

راجع الأسئلة

ما الموقف الذي من المرجح أن يؤدي إلى الانتواع الخيفي؟

  1. يتسبب الفيضان في تكوين بحيرة جديدة.
  2. عاصفة تتسبب في سقوط العديد من الأشجار الكبيرة.
  3. تؤدي الطفرة إلى تطوير سمة جديدة.
  4. تسبب إصابة الكائن الحي في البحث عن مصدر غذاء جديد.

أ

ما هو الفرق الرئيسي بين التشتت والتناوب؟

  1. يؤدي أحدهما إلى انتواع متماثل ، بينما يؤدي الآخر إلى انتواع متماثل.
  2. يتضمن أحدهما حركة الكائن الحي ، والآخر ينطوي على تغيير في البيئة.
  3. يعتمد أحدهما على حدوث طفرة جينية ، والآخر لا.
  4. يتضمن أحدهما كائنات حية وثيقة الصلة ، والآخر يشمل أفرادًا من نفس النوع فقط.

ب

أي متغير يزيد من احتمالية حدوث الانتواع الخيفي بسرعة أكبر؟

  1. معدل أقل للطفرة
  2. مسافة أطول بين المجموعات المقسمة
  3. زيادة حالات التكوين الهجين
  4. أعداد متساوية من الأفراد في كل مجموعة

ب

ما هو الفرق الرئيسي بين الصيغ الصبغية الذاتية و الصيغ الصبغية اللولبية؟

  1. عدد الكروموسومات
  2. وظيفة الكروموسومات
  3. مصدر الكروموسومات الزائدة
  4. عدد الطفرات في الكروموسومات الزائدة

ج

ما هي التركيبة الإنجابية التي تنتج الهجينة؟

  1. عندما يتكاثر أفراد من نفس النوع في مناطق جغرافية مختلفة
  2. عندما يتكاثر أي شخصين يتشاركان في نفس الموطن
  3. عندما يتكاثر أعضاء الأنواع وثيقة الصلة
  4. عندما يتكاثر نسل نفس الوالدين

ج

ما هو الشرط الأساسي لأنواع ما ليتم عزلها تكاثريًا عن الأعضاء الآخرين؟

  1. لا يشترك في موطنه مع الأنواع ذات الصلة.
  2. لا يوجد من موطن واحد.
  3. لا يتبادل المعلومات الجينية مع الأنواع الأخرى.
  4. لا يخضع لتغيرات تطورية لفترة زمنية طويلة.

ج

ما هو الوضع ليس مثال على حاجز prezygotic؟

  1. يتكاثر نوعان من السلاحف في أوقات مختلفة من السنة.
  2. نوعان من الزهور يجذبان ملقحات مختلفة.
  3. يظهر نوعان من الطيور رقصات تزاوج مختلفة.
  4. نوعان من الحشرات ينتجان نسلًا عقيمًا.

د

إستجابة مجانية

لماذا توفر سلاسل الجزر ظروفًا مثالية لحدوث الإشعاع التكيفي؟

يمكن أن تصل الكائنات الحية من نوع واحد إلى جزيرة معًا ثم تنتشر في جميع أنحاء السلسلة ، كل منها يستقر في منافذ مختلفة ويستغل الموارد الغذائية المختلفة لتقليل المنافسة.

لقد خضع نوعان من الأسماك مؤخرًا لانتواع متماثل. كان للذكور من كل نوع لون مختلف يمكن للإناث من خلاله تحديد واختيار شريك من جنسها. بعد مرور بعض الوقت ، تسبب التلوث في جعل البحيرة غائمة للغاية لدرجة أنه كان من الصعب على الإناث التمييز بين الألوان. ما الذي يمكن أن يحدث في هذه الحالة؟

من المحتمل أن يبدأ النوعان في التكاثر مع بعضهما البعض. اعتمادًا على قابلية نسلهم للبقاء ، قد يندمجون مرة أخرى في نوع واحد.

لماذا يمكن للأفراد تعدد الصبغيات أن يؤدي إلى الانتواع بسرعة إلى حد ما؟

تشكيل الأمشاج الجديدة ن يمكن أن تحدث الأرقام في جيل واحد. بعد بضعة أجيال ، يمكن أن يتشكل ما يكفي من هذه الأنواع الهجينة الجديدة لتتكاثر معًا كأنواع جديدة.

قائمة المصطلحات

الإشعاع التكيفي
الانتواع عندما يشع أحد الأنواع ليشكل عدة أنواع أخرى
انتواع خيفي
الانتواع الذي يحدث عن طريق الفصل الجغرافي
متعدد الصيغ الصبغية
تعدد الصبغيات يتكون بين نوعين مرتبطين ، ولكن منفصلين
اختلال الصيغة الصبغية
حالة خلية تحتوي على كروموسوم إضافي أو تفتقد كروموسوم لنوعها
الصيغة الصبغية
تشكلت تعدد الصبغيات داخل نوع واحد
العزلة السلوكية
نوع من العزلة الإنجابية التي تحدث عندما يمنع سلوك معين أو عدم وجود واحد من حدوث التكاثر
تشتيت انتشار
الانتواع الخيفي الذي يحدث عندما ينتقل عدد قليل من أعضاء نوع ما إلى منطقة جغرافية جديدة
الحاجز المشيجي
يحدث حاجز ما قبل الزيجوت عندما يتزاوج أفراد مرتبطون ارتباطًا وثيقًا من أنواع مختلفة ، لكن الاختلافات في خلايا الأمشاج (البويضات والحيوانات المنوية) تمنع حدوث الإخصاب
عزل الموائل
العزلة الإنجابية التي تنتج عندما تنتقل مجموعات من الأنواع أو تنتقل إلى موطن جديد ، وتعيش في مكان لم يعد يتداخل مع المجموعات الأخرى من نفس النوع
هجين
نسل فردين متقاربين ، وليس من نفس النوع
حاجز postzygotic
آلية العزلة الإنجابية التي تحدث بعد تكوين الزيجوت
حاجز بريزوجوتيك
آلية العزلة الإنجابية التي تحدث قبل تكوين الزيجوت
العزلة الإنجابية
الوضع الذي يحدث عندما يكون النوع مستقلًا عن الأنواع الأخرى تكاثريًا ؛ قد يحدث هذا بسبب السلوك أو الموقع أو العوائق الإنجابية
انتواع
تكوين نوع جديد
محيط
مجموعة السكان التي تتكاثر وتنتج نسلًا خصبًا
انتواع متعايش
الانتواع الذي يحدث في نفس المساحة الجغرافية
العزلة الزمنية
الاختلافات في جداول التكاثر التي يمكن أن تكون بمثابة شكل من أشكال حاجز ما قبل التزاوج مما يؤدي إلى العزلة الإنجابية
التناوب
الانتواع الخيفي الذي يحدث عندما يفصل شيء ما في البيئة الكائنات الحية من نفس النوع إلى مجموعات منفصلة

الأنواع المتعاطفة

هل يمكن أن يحدث الاختلاف في حالة عدم وجود حواجز مادية لفصل الأفراد الذين يستمرون في العيش والتكاثر في نفس الموطن؟ الجواب نعم. تسمى عملية الانتواع داخل نفس المساحة الانتواع المتماثل ، وتعني البادئة "sym" نفس الشيء ، لذا فإن كلمة "sympatric" تعني "نفس الوطن" على عكس "allopatric" التي تعني "الوطن الآخر". تم اقتراح ودراسة عدد من آليات الانتواع المتماثل.

يمكن أن يبدأ أحد أشكال الانتواع الودي بخطأ صبغي خطير أثناء انقسام الخلية. في حدث الانقسام الخلوي الطبيعي ، تتكاثر الكروموسومات ، وتتزاوج ، ثم تنفصل بحيث تحتوي كل خلية جديدة على نفس عدد الكروموسومات. ومع ذلك ، في بعض الأحيان تنفصل الأزواج ويكون المنتج الخلوي النهائي يحتوي على عدد كبير جدًا أو قليل جدًا من الكروموسومات الفردية في حالة تسمى اختلال الصيغة الصبغية (شكل).


تأثير الموئل على الانتواع

قد يحدث الانتواع الودي أيضًا بطرق أخرى غير تعدد الصبغيات. على سبيل المثال ، ضع في اعتبارك نوعًا من الأسماك يعيش في بحيرة. مع نمو السكان ، تزداد المنافسة على الغذاء أيضًا. تحت الضغط للعثور على الطعام ، افترض أن مجموعة من هذه الأسماك لديها المرونة الجينية لاكتشاف وتغذية مورد آخر لم تستخدمه الأسماك الأخرى. ماذا لو تم العثور على مصدر الغذاء الجديد هذا على عمق مختلف من البحيرة؟ بمرور الوقت ، سيتفاعل أولئك الذين يتغذون على مصدر الغذاء الثاني مع بعضهم البعض أكثر من الأسماك الأخرى ، وبالتالي فإنهم سوف يتكاثرون معًا أيضًا. من المحتمل أن يتصرف نسل هذه الأسماك مثل والديهم: التغذية والعيش في نفس المنطقة والابتعاد عن السكان الأصليين. إذا استمرت هذه المجموعة من الأسماك في البقاء منفصلة عن المجموعة الأولى ، فقد يحدث في النهاية انتواع متماثل مع تراكم المزيد من الاختلافات الجينية بينهما.

هذا السيناريو يحدث في الطبيعة ، كما يفعل الآخرون الذين يؤديون إلى العزلة الإنجابية. أحد هذه الأماكن هو بحيرة فيكتوريا في إفريقيا ، المشهورة بانتواعها المتماثل من أسماك البلطي. وجد الباحثون المئات من أحداث التماثل الودي في هذه الأسماك ، والتي لم تحدث فقط بأعداد كبيرة ، ولكن أيضًا خلال فترة زمنية قصيرة. يوضح الشكل هذا النوع من الانتواع بين مجموعة أسماك البلطي في نيكاراغوا. في هذه المنطقة ، يعيش نوعان من البلطي في نفس الموقع الجغرافي ، لكنهما أصبحا لهما أشكال مختلفة تسمح لهما بتناول مصادر غذائية مختلفة.

تظهر أسماك السيشليد من بحيرة Apoyeque ، نيكاراغوا ، دليلاً على وجود أنواع متعاطفة. يبلغ عمر بحيرة Apoyeque ، وهي بحيرة فوهة بركان ، 1800 عام ، لكن الأدلة الجينية تشير إلى أن البحيرة كانت مأهولة منذ 100 عام فقط بمجموعة واحدة من أسماك البلطي. ومع ذلك ، توجد الآن مجموعتان من المجموعات السكانية ذات الأشكال والأنظمة الغذائية المتميزة في البحيرة ، ويعتقد العلماء أن هذه المجموعات قد تكون في مرحلة مبكرة من الانتواع.


المجلد 1

كليتوس ب. كورتزمان. تيون بوخوت ، في الخميرة (الطبعة الخامسة) ، 2011

2.1 وصف التصنيف الجديد

2.1.1 الأنواع

يجب أن يتضمن نشر الأنواع الجديدة وصفًا للسمات الأساسية بالإضافة إلى تشخيص يميز التصنيف عن الأنواع الموصوفة سابقًا. منذ 1 يناير 1935 ، يجب تقديم الوصف و / أو التشخيص باللغة اللاتينية. ينتج عن عدم الامتثال لهذا المطلب أن الأنواع الموصوفة بشكل غير صحيح تسمى أ اسم غير صالح (نوم. إنفال.). أ اسم غير صالح ينتج أيضًا إذا لم يكن النشر في مجلة علمية معترف بها ، على سبيل المثال ، كما هو الحال في براءة اختراع أو مجلة تجارية. إذا تم تحديد الأنواع الجديدة بدون وصف أو تشخيص ، فإنها غير صالحة وتسمى أ nomen nudum (نوم. الوخز.). يجب تقديم أسماء الأصناف باللاتينية أو تعديلها بحيث تتبع قواعد الاشتقاق اللاتيني بما في ذلك التعيينات المناسبة للجنسين. إذا تمت صياغة الاسم بشكل غير صحيح ، فقد يتم التعامل معه على أنه "خطأ إملائي" وتصحيحه. مثال أغشية Pichia التي تهجئة عام 1888 "الأغشية" لقد تم التصحيح. لا يتغير اسم المرجع بسبب التصحيح الإملائي. تتضمن المتطلبات الأخرى للنشر الصحيح ترسيب نوع المادة في معشبة متاحة للجمهور. يجب أن تكون هذه المادة عينة أصلية من الكائن الحي ، ويجب أن تكون ميتة وتجف. قام قانون 1994 (Greuter et al. 1994) بتغيير المتطلبات للسماح للعينات المجففة بالتجميد بأن تكون مادة نوع صالحة (نمط كامل) وأن الثقافات الحية المشتقة من المادة المجففة بالتجميد تعتبر خطأ مطبعيأي من النوع. يبدو أنه بمجرد استنفاد المواد الأصلية ، لم يعد هناك نوع من المواد المتاحة. قد يكون الحل المحتمل لهذه المشكلة هو تجميد مادة جديدة بالتجميد وتعيينها كنمط جديد ، وهي اتفاقية مسموح بها عند فقد أو تدمير مادة النوع الأصلي ويمكن التعرف على الأنواع بطريقة أخرى. تؤدي هذه المناقشة إلى الاعتراف بأن غالبية أنواع الخميرة المقبولة حاليًا غير صالحة من الناحية الفنية لأنه لم يتم الحفاظ على مواد النوع الشرعي. يجب حجب جزء من مخزون النمط الشامل المجفف بالتجميد حاليًا والذي يتم الاحتفاظ به في مجموعات الثقافة عن التوزيع وتعيينه كنوع. وبالتالي ، فإن تعيين "سلالة النوع" المعطى لكل نوع من الأنواع القابلة للزراعة الموصوفة في هذا الكتاب يمكن ، في أحسن الأحوال ، أن يمثل نوعًا سابقًا. اعترف قانون 1994 بالحاجة إلى الثقافات الحية في ممارسة التصنيف الحديث وذكر في التوصية 8B.1:

"كلما كان ذلك ممكنًا ، يجب إعداد ثقافة حية من مادة النمط الشامل لاسم فئة موصوفة حديثًا من الفطريات أو الطحالب و مودعة في ما لا يقل عن ثقافتين مؤسسيتين أو مجموعات موارد وراثية. (مثل هذا الإجراء لا يلغي الحاجة إلى نموذج شامل بموجب المادة 8.2). "

ينص قانون 1994 كذلك في التوصية 8B.2 على ما يلي:

"في الحالات التي يكون فيها النوع الطبيعي عبارة عن ثقافة محفوظة بشكل دائم في حالة غير نشطة أيضيًا (انظر المادة 8 مثال 1) ، يجب الإشارة إلى أي عزلات حية تم الحصول عليها من ذلك باسم" النوع السابق "(خطأ مطبعي) ، "نوع سابق" (Holotypo السابق) ، "ex-isotype" (على سبيل المثال isotypo) ، وما إلى ذلك ، من أجل توضيح أنها مشتقة من النوع ولكنها ليست نفسها من النوع الطبيعي ".

من هذه التوصيات ، يتضح أن المدونة تشجع بقوة التعاون العلمي والتواصل من خلال المشاركة النشطة للعينات التصنيفية المنشورة. تم تقديم قائمة بمجموعات زراعة الخميرة شائعة الاستخدام في الفصل السابع.

من خلال مقارنات تسلسل الجينات ، عادة ما يتم التعرف بسهولة على السلالات التي تمثل أنواعًا جديدة (الفصل 10). ومع ذلك ، قد يجادل البعض ضد وصف نوع جديد بناءً على سلالة واحدة. الحجة هي أن سلالة واحدة لا تعكس الاختلاف الجيني الذي يمكن العثور عليه في الأنواع ، وأنه لا يمكن تعلم سوى القليل عن بيئة الأنواع عندما تتوفر سلالة واحدة فقط. ومع ذلك ، فإن ما يقرب من ثلث أنواع الخميرة الموصوفة تعتمد على سلالة واحدة. إذا لم يتم وصف هذه الأنواع ، فلن يُعرف الكثير عن تنوع الخمائر النشوء والتطور. من منظور فهم التنوع بين الخمائر ، يجب دعم وصف الأنواع أحادية السلالة ، على الرغم من تفضيل الأوصاف القائمة على سلالات متعددة. علاوة على ذلك ، يوصى بأن يستند الوصف إلى تحليل متعدد الجينات لتقليل احتمالية أن السلالة تمثل مزيجًا من الأنواع المعروفة.

2.1.2 الأجناس والعائلات والأوامر

قواعد وصف الأجناس والعائلات والأوامر الجديدة مماثلة لتلك المستخدمة في وصف الأنواع الجديدة. يجب أن يعتمد التصنيف على الأنواع الموصوفة بشكل صحيح وأن يتم تزويدها بالوصف والتشخيص اللاتيني. يتم وصف قواعد الأولوية بإيجاز أدناه ، ولكن هناك استثناء واحد هو أن الطلبات معفاة من الاستخدام ذي الأولوية.


شكوى DMCA

إذا كنت تعتقد أن المحتوى المتاح عن طريق موقع الويب (كما هو محدد في شروط الخدمة الخاصة بنا) ينتهك واحدًا أو أكثر من حقوق الطبع والنشر الخاصة بك ، فيرجى إخطارنا من خلال تقديم إشعار كتابي ("إشعار الانتهاك") يحتوي على المعلومات الموضحة أدناه إلى الوكيل المذكور أدناه. إذا اتخذ Varsity Tutors إجراءً ردًا على إشعار الانتهاك ، فسيحاول بحسن نية الاتصال بالطرف الذي جعل هذا المحتوى متاحًا عن طريق عنوان البريد الإلكتروني الأحدث ، إن وجد ، الذي قدمه هذا الطرف إلى Varsity Tutor.

قد تتم إعادة توجيه إشعار الانتهاك الخاص بك إلى الطرف الذي جعل المحتوى متاحًا أو إلى جهات خارجية مثل ChillingEffects.org.

يُرجى العلم أنك ستكون مسؤولاً عن التعويضات (بما في ذلك التكاليف وأتعاب المحاماة) إذا لم تُثبت بالدليل المادي أن منتجًا أو نشاطًا ما ينتهك حقوق الطبع والنشر الخاصة بك. وبالتالي ، إذا لم تكن متأكدًا من أن المحتوى الموجود على الموقع الإلكتروني أو المرتبط به ينتهك حقوق الطبع والنشر الخاصة بك ، فيجب أن تفكر أولاً في الاتصال بمحامٍ.

الرجاء اتباع هذه الخطوات لتقديم إشعار:

يجب عليك تضمين ما يلي:

توقيع مادي أو إلكتروني لمالك حقوق الطبع والنشر أو شخص مخول بالتصرف نيابة عنه تعريف بحقوق النشر المزعوم انتهاكها وصفًا لطبيعة المحتوى الذي تدعي أنه ينتهك حقوق الطبع والنشر الخاصة بك وموقعه الدقيق ، بما يكفي التفاصيل للسماح للمدرسين المختلفين بالعثور على هذا المحتوى وتحديده بشكل إيجابي ، على سبيل المثال ، نطلب رابطًا إلى السؤال المحدد (وليس فقط اسم السؤال) الذي يحتوي على المحتوى ووصف أي جزء معين من السؤال - صورة ، أو الرابط والنص وما إلى ذلك - تشير شكواك إلى اسمك وعنوانك ورقم هاتفك وعنوان بريدك الإلكتروني وبيان من جانبك: (أ) تعتقد بحسن نية أن استخدام المحتوى الذي تدعي أنه ينتهك حقوق الطبع والنشر الخاصة بك هو غير مصرح به بموجب القانون ، أو من قبل مالك حقوق الطبع والنشر أو وكيل المالك (ب) أن جميع المعلومات الواردة في إشعار الانتهاك الخاص بك دقيقة ، و (ج) تحت طائلة عقوبة الحنث باليمين ، أنك إما مالك حقوق الطبع والنشر أو شخص مخول بالتصرف نيابة عنه.

أرسل شكواك إلى وكيلنا المعين على:

تشارلز كوهن فارسيتي توتورز ذ م م
101 طريق هانلي ، جناح 300
سانت لويس ، مو 63105


تعدد الصبغيات وتطور الأنواع

لعبت تعدد الصبغيات دورًا مهمًا في تطور أنواع وأنواع جديدة في الطبيعة. تحتوي نباتات كاسيات البذور والنباتات البتيريدية على أعداد كبيرة جدًا من الأنواع متعددة الصيغ الصبغية في الطبيعة. أكثر من 35 في المائة كاسيات البذور هي متعدد الصبغات.

وفقًا لمانتون (1950) ، من بين جميع مجموعات النباتات ، تظهر السرخس أعلى درجة من تعدد الصبغيات. من الملاحظ بشكل عام أنه مع زيادة عدد الكروموسوم ، تزداد القدرة على التكيف وتنوع الأنواع تدريجياً.

العديد من الطفرات في مضاعفات الصبغيات ضارة أو قاتلة ، ولكن في تعدد الصبغيات ، حيث يتم تمثيل الجين أكثر من ضعف فرص ظهور الآثار الضارة بسبب الطفرة أقل.

مساهمة الصبغية الذاتية محدودة في تطور الأنواع النباتية. بعض محاصيلنا الحالية ، العديد من أعشاب العلف والعديد من نباتات الزينة متعددة الصبغات.

يتم سرد بعض المحاصيل ذات الصيغة الصبغية الذاتية في الجدول التالي 23.6:

لعبت تعدد الصبغيات دورًا حيويًا في تطور الأنواع. يبدو أن عددًا كبيرًا من أنواع المحاصيل قد تطورت من خلال تعدد الصبغيات. يتضح هذا من الانتشار الواسع النطاق لل متعدد الصبغيات في أجناس مختلفة من النباتات وقدرتها العالية على التكيف في الطبيعة.

تشير التقديرات إلى أن حوالي ثلث النباتات المزهرة عبارة عن العديد من الصبغيات وأن الغالبية العظمى منها عبارة عن أشباه متعددة الصبغيات. أشار Winge لأول مرة إلى أهمية allopolyploidy في تطور الأنواع في عام 1917. وقد دعمت الدراسات اللاحقة هذا الخلاف.

جعلت الدراسات الخلوية في العديد من الأنواع من الممكن تتبع التاريخ التطوري للعديد من الأنواع متعددة الصبغيات وتم التعرف على الأنواع الأبوية ثنائية الصبغيات بدرجة معينة من اليقين. تعتمد الأنواع ثنائية الصبغيات الأبوية في الصبغي متعدد الصبغيات بشكل أساسي على الاقتران بين الكروموسومات للأنواع ثنائية الصبغيات والأنواع متعددة الصبغيات.

عندما تتزاوج كروموسومات الأنواع ثنائية الصيغة الصبغية مع بعض الكروموسومات من الأنواع متعددة الصبغيات ، فإن التناظر بين الكروموسومات لنوعين يشير إلى أن الأنواع ثنائية الصيغة الصبغية قد تكون أحد الأنواع الأم لأنواع متعددة الصبغيات.

ولكن في بعض الحالات ، بسبب التمايز الكبير في الكروموسومات في الأنواع ثنائية الصبغيات والنوع متعدد الصبغيات مع مرور الوقت ، قد يتقلص الاقتران بين الكروموسومات في النوعين بشكل كبير.

يمكن أيضًا تحديد الأنواع ثنائية الصيغة الصبغية الأبوية من خلال إشراك الأنواع الأم المشتبه بها في التهجين وتوليف متعدد الصيغ الصبغية من الهجين متعدد الأنواع ومن ثم مقارنة اللولب متعدد الصبغيات الاصطناعية مع الصيغ الصبغية المتفرعة بشكل طبيعي. غالبًا ما يشبه اللولب متعدد الصبغيات الاصطناعية الأنواع الطبيعية متعددة الصبغيات.

وقد تم إثبات ذلك في براسيكا حيث وُجد أن متعدد الصيغ الصبغية الاصطناعية تم تطويره من هجين متعدد الأنواع من النوع B. ومع ذلك ، قد لا يكون التشابه بين الصبغات المتفرعة الطبيعية والاصطناعية قريبًا في جميع الحالات.

الطرق الأخرى لتحديد التشابه بين الوالدين ثنائي الصبغيات والأنواع متعددة الصبغيات هي تقنيات كيميائية حيوية ، مثل التحليل الكهربي لأنماط البروتين والإنزيم الخاصة بهم ومن أنماط نطاقات الكروموسوم.

من الممكن الآن إعادة بناء طريقة المنشأ المحتملة لبعض الأنواع التي نشأت من خلال التهجين الطبيعي وتعدد الصبغيات. هناك العديد من الأنواع متعددة الصبغيات المزروعة ، مثل القمح والتبغ والقطن والبراسيكا ، والتي يمكن استنتاج تاريخها التطوري المحتمل بدرجة عالية من اليقين.

تطور قمح الخبز:

تم التحقيق في أصل قمح الخبز (Triticum aestivum) على نطاق واسع. قمح الخبز الشائع (T. aestivum) هو نوع سداسي الصبغيات (2 ن = 6x = 42) به ثلاث مجموعات مختلفة من الجينومات (AABBDD) والتي يبدو أنها ساهمت بها ثلاثة أنواع ثنائية الصبغيات (سيرز ، كيهارا ، بيرسيفال ، إلخ.) .

تندرج أنواع القمح (Triticum) في الفئات الثلاث التالية: ثنائي الصبغة ، رباعي الصبغيات و hexaploids (الجدول 23.7).

من المعتقد عمومًا أن الجينوم A الموجود في القمح ثنائي الصبغة يشبه إلى حد ما الموجود في القمح رباعي الصبغيات والقمح سداسي الصبغيات ، كما أن الجينوم B لقمح Emmer رباعي الصبغيات يشبه إلى حد ما الجينوم B الموجود في القمح سداسي الصبغيات.

يدعم هذا السلوك المزاوج للكروموسومات أثناء الانقسام الاختزالي في القمح ثنائي الصبغة ورباعي الصبغيات وسداسي الصبغيات. ينتج عن اقتران الكروموسوم في الهجينة ثلاثية الصبغيات بين القمح ثنائي الصيغة الصبغية ورباعي الصيغة الصبغية ارتباطات 7 II (ثنائية التكافؤ) و 7 II (أحادية التكافؤ).

الهجينة الخماسية الصبغية (5n) ناتجة عن تقاطع بين القمح رباعي الصبغيات وسداسي الصبغيات تظهر 14 IIs و 7 Is. على الرغم من أن هذه الحقائق مقبولة بشكل عام من قبل غالبية علماء الوراثة الخلوية ، إلا أنه لا يوجد اتفاق حول النقطة المتعلقة بالأنواع الأم ثنائية الصبغيات التي ساهمت في الجينومات A و B و D في القمح سداسي الصبغيات.

تم اقتراح أن مصدر جينوم A لقمح الخبز الشائع هو T. monococcum ، ومصدر جينوم B هو Aegilops speltoides ومصدر جينوم D هو Aegilops squarrosa.

التاريخ التطوري المحتمل للقمح سداسي الصبغيات هو كما يلي:

من المفترض أن يكون الجينوم D الموجود في القمح الطري مشتقًا من عشب Aegilops squarrosa (2 ن = 14) الذي ينمو في المنطقة الممتدة من أرمينيا إلى أفغانستان. يبدو أن الأنواع المختلفة من القمح ذات أعداد الكروموسومات الأعلى قد نشأت من هذا النوع والأعشاب الأخرى ذات الصلة من خلال التهجين متبوعًا بمضاعفة الكروموسوم.

يرى J. Percival أن قمح الخبز (T. aestivum) نشأ من خلال التهجين بين قمح Emmer (2n = 28 كروموسوم) وعشب الماعز (In = 14). تم الحصول على النتائج التجريبية من قبل E. مولودية. فادن ، سيرز (1948) وكيهارا الذين أسسوا بالتأكيد أصل نوع واحد من قمح الخبز T. spelta.

ضاعف هؤلاء الباحثون عدد الكروموسومات لقمح إمر وعشب الماعز عن طريق المعالجة بالكولشيسين من أجل الحصول على الأمشاج ثنائية الصبغيات من هذين النوعين من النباتات. من خلال عبور هذين النباتين المعالجين بالكولشيسين ، وجدوا هجينًا خصبًا يحتوي على 42 كروموسومًا (28 من قمح إمر و 14 من عشب الماعز).

كان الهجين يشبه قمح الخبز وأطلق عليه اسم T. spelta. أظهرت هذه الأبحاث كيف تم الجمع بين قمح ذي فائدة معتدلة وعشب عديم الفائدة في الطبيعة لإنتاج أكثر أنواع القمح قيمة. لا يزال أصل القمح محل تخمين كبير ومربك للغاية حتى اليوم.

تطور الأنواع متعددة الصبغيات من براسيكا:

تُظهر أنواع الكرنب درجة جيدة من التباين في أعداد كروموسومها الجسدي (الجدول 23.8).

تم توضيح الأصل المحتمل لأنواع polyploid مختلفة من Brassica في مثلث الأنواع الشهير الذي اقترحه N.U. (1935) (الشكل 23.11). وفقًا لمثلث NU & # 8217s ، ساهمت ثلاثة أنواع من B. nigra و B. campestris و B. oleracea في جينومات لأنواع مختلفة من البرمائيات وتمثل الأطراف الثلاثة للمثلث.

يتم تقديم الأنواع البرمائية في منتصف الطريق بين الأنواع الأبوية. B.juncea هو amphidiploid من صليب B.nigra (ن = 8) x B. n = 9) و B. campestris (n = n10) و B. carinata (n = 17) هي amphidiploid من صليب B.nigra (n = 8) x B.oleracea (n = 9).

كان من الممكن تجريبيًا الحصول على أمفيديبلويد اصطناعي وفقًا للمخطط أعلاه والذي يشبه الأمفيديبلويد الطبيعي.

تطور أنواع القطن:

يتم تمثيل جنس Gossypium من قبل بعض الأنواع البرية وبعض الأنواع المزروعة.

تم عرض أعداد الكروموسومات لبعض الأنواع في (الجدول 23.9):

يبدو أن G.hirsutum و G. barbadense و G.tomentosum (n = 26) قد نشأت من خلال التهجين الطبيعي بين الأنواع ثنائية الصبغيات (ن = 13) من العالم القديم أو القطن الآسيوي والعالم الجديد أو القطن الأمريكي ومضاعفة الكروموسوم اللاحقة هجين متعدد الأنواع.

أصل محتمل لـ G.hirsutum هو من الصليب G.arborium n = 13 (قطن آسيوي) ، x G. thurberi (n = 13) متبوعًا بمضاعفة كروموسوم للهجين.

تطور التبغ:

التبغ (Nicotiana tabacum) (2 ن = 48) من المحتمل أن يكون أمفيديبلويد من صليب طبيعي N. sylvestris (2n = 24) x N. tomentosa (2n = 24). يتضح هذا من سلوك الكروموسوم أثناء الانقسام الاختزالي في الهجينة ثلاثية الصبغيات من التهجينات N. tabacum x N. sylvestris و N. tabacum x N.

يشير هذا إلى التشابه بين كروموسومات N. tabacum و N. sylvestris و N. tomentosa. من الناحية الشكلية ، فإن amphidiploids للهجينة من التهجين بين N. sylvestris و N. tomentosa تشبه N. tabacum في كثير من النواحي.

خضعت الأنواع N. tabacum لتمايز كبير بسبب الطفرات الجينية والتعديل (ربما بسبب فقدان بعض الأجزاء المكررة) في جينومات الوالدين.


يعد التكاثر الجنسي مهمًا لتعزيز الاختلاف حيث أنه على الرغم من أن الطفرات تشكل جينات أو أليلات جديدة ، فإن التكاثر الجنسي يشكل مزيجًا جديدًا من الأليلات. هناك مرحلتان في التكاثر الجنسي تعززان الاختلاف في النوع. الأول هو أثناء الانقسام الاختزالي ، حيث ينتج كل فرد مجموعة كبيرة ومتنوعة من الأمشاج المختلفة وراثيًا. المرحلة الثانية هي الإخصاب. هنا ، يتم تجميع الأليلات من شخصين مختلفين معًا لتشكيل فرد جديد.

الأفراد في مجموعة تختلف عن بعضها البعض. يتمتع بعض الأفراد بخصائص تجعلهم يتأقلمون جيدًا مع بيئتهم بينما يتمتع الآخرون بخصائص تجعلهم أقل تكيفًا مع بيئتهم. الأفراد الأكثر تكيفًا هم الأشخاص الأكثر احتمالًا للبقاء على قيد الحياة وإنتاج النسل بينما من المرجح أن يموت الأشخاص الأقل تكيفًا. هذا يسمى الانتقاء الطبيعي. ينتج عن الانتقاء الطبيعي أن يقوم الأفراد الأكثر تكيفًا بنقل خصائصهم إلى نسل أكثر حيث من المرجح أن يموت الأشخاص الأقل تكيفًا قبل أن يتكاثروا. بمرور الوقت ، تتراكم هذه النتيجة ويتم إنشاء جيل جديد بخصائص مواتية تجعل هذا النوع أكثر تكيفًا مع بيئته. أدى الانتقاء الطبيعي إلى تطور الأنواع.


يمكن أن يؤدي الانتقاء الجنسي وحده إلى تكوين أنواع جديدة

تشير دراسة جديدة أجراها باحثون في جامعة بيتسبرغ إلى أن الحيوانات التي تبحث عن رفقاء وتقاتل المنافسين الذين يشبهون والديهم يمكن أن تتصرف بطرق تؤدي إلى تكوين أنواع جديدة.

تفحص الدراسة التي أجراها يوسان يانغ ، وهو طالب دراسات عليا في مختبر ريتشاردز-زواكي في قسم العلوم البيولوجية والأستاذة المشاركة كورين ريتشاردز-زواكي ، البصمة السلوكية - وهي ظاهرة تعلم الأبناء مظهر أحد الوالدين لاختيار زملائه في المستقبل أو تمييز المنافسين - - في الضفدع السام الفراولة (Oophaga pumilio).

يحتوي هذا الضفدع في أمريكا الوسطى على مجموعة متنوعة من أنواع الألوان. ترفع الضفدع الأم الضفادع الصغيرة عن طريق إطعامها بيضًا غير مخصب. اكتشف الفريق أن هذا التفاعل بين الأم والنسل يؤثر على سلوكيات الأبناء: فالإناث تكبر لتفضل رفقاء من نفس لون أمهاتهم ، ويكبر الذكور ليكونوا أكثر عدوانية عندما يكون لمنافسهم نفس لون أمهم.

طور الفريق نموذجًا رياضيًا لتوضيح كيف يمكن لهذه السلوكيات المطبوعة أن تساهم في تكوين أنواع جديدة. بسبب التفضيلات المطبوعة ، تتزاوج الإناث أكثر مع ذكور ملونة متشابهة ، وأقل مع ذكور ذات ألوان مختلفة ، مما قد يؤدي ، بمرور الوقت ، إلى أن يصبح نوعان من الألوان نوعين منفصلين.

أوضح يانغ: "يُنظر إلى الانتقاء الجنسي تقليديًا على أنه قوة دافعة قوية لتكوين أنواع جديدة. لكن العديد من النماذج النظرية أشارت إلى أنه من غير المحتمل بشكل لا يصدق القيام بذلك دون الانتقاء الطبيعي أو الفصل الجغرافي".

"أحد الأسباب هو أنه من الصعب الحفاظ على أنواع تزاوج متعددة في السكان. عادةً ، يمكن أن يؤدي الانتقاء الطبيعي الدور ، لكن نموذجنا يشير إلى أن عدوان الذكور المطبوع يمكنه أيضًا القيام بذلك. وهذا يعني أنه مع البصمة في كلا الجنسين ، يمكن أن يؤدي الانتقاء الجنسي من تلقاء نفسه إلى بدء التكاثر ".

ركزت الدراسة على البرمائيات ، لكن النتائج يمكن أن تلقي الضوء على تطور العديد من الأنواع الحيوانية الأخرى ذات البصمة ، وبشكل عام من أين تأتي الأنواع الجديدة.

قال ريتشاردز: "الانتواع هو عملية رئيسية في علم الأحياء أدت إلى التنوع المذهل للأنواع التي نراها اليوم. كيف يحدث ذلك هو سؤال أساسي في التطور ، وهو سؤال نحاول الإجابة عليه منذ عهد تشارلز داروين". زواكي.


أنماط الوراثة في السكان

تحقق من استخدام التقنيات لتحديد أنماط الوراثة في مجموعة سكانية باستخدام ، على سبيل المثال:

تسلسل الحمض النووي والتنميط

تسلسل الحمض النووي: الجين المعزول من الحمض النووي ، نسخ الجينات المصنعة ، الصبغة الفلورية تميز بين 4 قواعد. تسلسل الرسوم البيانية الحاسوبية.

  • يتيح تسلسل الحمض النووي تقييد تعدد الأشكال (RFLP) ← نمط الوراثة.

تنميط الحمض النووي: يستخدم لتمييز الأفراد عن بعضهم البعض على سبيل المثال التعرف على المجرمين وتحديد الجثث بعد الكوارث.

  • يستخدم الواسمات الجينية (مناطق الحمض النووي) لتمييز الفرد.
  • على سبيل المثال إن المعاملات المشبوهة هي علامات وراثية تحتوي على DNA مع أقسام متكررة من النيوكليوتيدات. عدد الأقسام المكررة في كل فرد فريد ← حدد الأفراد.
  • طريقة:

2. إضافة الحمض النووي إلى البادئة لكل STR (علامة جينية).

4. تم الكشف عن الاختلاف في حجم تقارير المعاملات المشبوهة بين شخصين

ط) معيار الرحلان الكهربائي للهلام

ب) الرحلان الكهربائي الشعري

ملاحظة: الواسمات الجينية عبارة عن قطع من الحمض النووي يتم تحليلها.

تحقق من استخدام تحليل البيانات من مشروع تعاوني واسع النطاق لتحديد الاتجاهات والأنماط والعلاقات ، على سبيل المثال:

مثال: مشروع الجينوم البشري

الهدف: ترتيب جميع أزواج الكروموسومات الـ 23 ← اكتشاف ترتيب النيوكليوتيدات في الحمض النووي وعدد الجينات في إنسان واحد.

النتيجة: اكتشاف عدد من أزواج القواعد والتسلسل في الحمض النووي البشري ← ساعد العلماء في تحديد الجينات على الكروموسوم ← تحديد وظيفة الجين ، والكشف المبكر عن المرض وفهم القابلية للإصابة بالمرض.

استخدام بيانات علم الوراثة السكانية في إدارة الحفظ

يقيس علم الوراثة السكانية التباين الجيني من خلال تحليل العلامات الجينية المختلفة للأفراد.

  • More genetic variation = organisms adapt to environmental change = conservation of species.
  • Inbreeding can make unfavourable recessive alleles more common → higher chance that offspring suffers from genetic diseases.

Population genetics studies used to determine the inheritance of a disease or disorder

  • Isolated populations → inbreeding occurs more frequently → unfavourable recessive genes are inherited → unfavourable genetic traits become more common.

Population genetics relating to human evolution

Population genetics enables discovery of evolutionary pathways/relationships. It was discovered that:


شاهد الفيديو: الكلية والنفرون. الأحياء. علم الأحياء البشري (كانون الثاني 2022).