Кіріспе

Гибридтік аймақ - екі араласқан түрдің немесе түрлер ішіндегі бір-бірінен айырмалы тұқымдардың аймақтары кездесіп, өзара ұрысып өсетін аймақ. Гибридтік аймақтар жаңа тұқымның эволюциясына байланысты ин-ситуда қалыптаса алады, бірақ әдетте олар географиялық оқшаулану кезеңінен кейін ата-аналық формалардың екінші байланыс нәтижесінде пайда болады, бұл олардың дифференциациялануына мүмкіндік берді. Гибридтік аймақтар түрленудің генетикасын зерттеуде пайдалы, өйткені олар әртүрлі популяциялар мен репродуктивті оқшаулаумен жеке түрлер арасындағы континуумда белгілі бір нүктеде болатын популяциялар арасындағы дифференциация мен гендер ағынының табиғи мысалдарын бере алады.

Анықтама

Гибридтік аймақтар - екі әртүрлі таксондардың (түрлер, тұқымдық түрлер немесе генетикалық "формалар") гибридті ұрпақтары таралған және популяциялардың бір таксондан екіншісіне генетикалық құрамында клин бар аймақтар. Гибридтік аймақтың пайда болуына ықпал ететін екі (немесе одан да көп) генетикалық жағынан әртүрлі түрлер немесе тұқымдар ата-аналық формалар деп есептеледі. Гибридтік аймақтардың нақты анықтамасы әр түрлі; кейбіреулер аймақ ішінде дене шынықтырудың өзгермелілігін арттыруды талап етеді, басқалары гибридтердің ата-аналық формалардан анық ерекшеленетінін және басқалары тек екінші байланыспен байланысты білдіреді. Мұндай аймақтардың ені ондаған метрден жүздеген шақырымға дейін өзгеруі мүмкін. Аймақтардың (клиндердің) пішіні біртіндеп немесе сатылы түрде болуы мүмкін. биологиялық түрлер тұжырымдамасы деп аталады. Бұл анықтама бойынша, егер ата-ананың екі түрі де, кем дегенде, кейбір уақытта құнарлы ұрпақ шығарса, олар бірдей түр деп айтуға болады. Алайда, екі ата-ана популяциясы немесе түрі жиі анықталатын түрде әртүрлі болып қалады, бұл баламаға сәйкес келеді және қазіргі кезде түрлердің артықшылықты тұжырымдамасы "гендер ағынына қарамастан өздерінің жеке басын сақтайтын таксондар" болып табылады. Бір таксоннан екіншісіне тұрақты ауыспайтын, керісінше ата-аналық формалар мен гибридтік фонды бар субпопуляциялардың біршама таралуы бар гибридтік аймақтар мозаикалық гибридтік аймақтар деп аталады. шектелген гибридтік үстемдік моделі және кернеу аймақ моделі. Гибридтік аймақтар әр түрлі модельдерге сәйкес келуі мүмкін және табиғатта кездесетін гибридтік аймақтардың бәрін түсіндіруге арналған бірде-бір теория немесе модель қызмет етпейді.

Эфемерлік гибридтік аймақ теориясы

Эрнст Майр және Теодосий Добжанский сияқты биологиялық түрлер тұжырымдамасын жақтыратын кейбір ерте эволюциялық биологтар гибридтік аймақтар әдетте сирек және қысқа мерзімді, гибридтік популяциялардың бірігуінің немесе күшейтудің соңғы тағдырымен, бұл түрлендіру оқиғасына әкеледі деп сенді. Интрогрессия арқылы гибридтелген популяциялардың бірінің жойылуы кейде аванс толқындары деп аталады. (Бұл термин пайдалы аллельдің репродуктивті кедергі арқылы таралуын білдіре алады) Гибридтік аймақтың эфемералдығы ұзақ уақыт бойы созылған көптеген гибридтік аймақтардың ашылуымен қарсы шығарылды.

Гибридтердің шекті артықшылығы

Шектелген гибридтік артықшылық моделі гибридтердің ата-аналық популяциялардың арасында аралық орналасқан тіршілік ортасында жоғары жарамдылыққа ие екенін болжайды. Андерсон табиғи гибридтілікті әр түрлі популяциялар мен тұқымдардың адаптивті генетикалық элементтерді алмасуға мүмкіндік беретін оң эволюциялық ынталандыру ретінде қарастырды. Гибридтік аймақтарға эволюциялық маңыздылықты жоғары қоятын осындай көзқарас ботаниктер арасында кең таралған, бұл зоологтарға қарағанда гибридтік аймақтарды көбірек "табиғи зертхана" ретінде қарастыруға болады. популяциялық генетика. Кейбір зерттеушілер гибридтердің экологиялық градиент (яғни экотон) бойымен жоғары жарамдылығына тікелей эмпирикалық дәлел жоқ екенін айтады. Бұл терминді кейін Николас Бартон мен Годфри Хьюит селекция мен таралу арасындағы тепе-теңдікпен сақталатын гибридтік аймақты белгілеу үшін қолданды. Кернеу аймағы дисперсияға тәуелді клинмен сипатталады (дифференциалдық іріктеу және интрогресия сияқты дисперсияға тәуелсіз клинмен салыстырғанда, мысалы, шектелген гибридтік басымдық аймағы) дисперсияның гомогендеу әсері мен кеңістіктік гетерогендіктің кейбір күштерінің арасында сақталады. Яғни, дисперсиялық қашықтықтың салыстырмалы өлшемі мен жамаудың орташа өлшемі. Көбінесе танымал, танылған гибридтік аймақтар екінші реттік деп саналады. Гибридтік аймақтың бір түрі бір түрдің аллопатрикалық түрленуіне ұшырап, екі жаңа популяция географиялық оқшаулану кезеңінен кейін қайтадан байланысқа түседі. Содан кейін екі популяция бір-бірімен байланысқан аймақта жұптасып, әр популяцияға тән аллельдердің қоспасын қамтитын "гибридтерді" шығарады. Осылайша жаңа гендер екі жақтан гибридтік аймаққа ағылады. Генылар гибридтер мен ата-аналық (гибрид емес) жеке тұлғалар арасындағы араласқанда (интрогрессия) әртүрлі популяцияларға да ағып кетуі мүмкін. Бұл процестер гибридтік аймақта екі таза түрдің арасында клайнның пайда болуына әкеледі. Мұндай клиннің ортасында гибризималар жиі кездеседі. Бұл альлельдер екі түрде де сирек кездеседі, бірақ, мүмкін, гибридтік жарамдылық үшін гендерге генетикалық автостоппен жүруге байланысты, гибридтердің көпшілігі қалыптасатын жерлерде жоғары жиілікке жетеді.

Қорғау биологиясындағы гибридтік аймақ

Сирек кездесетін және жиі кездесетін түрлердің гибридтік аймақтарында сирек кездесетін түрлердің жарамдылығын төмендететін асыраушылық депрессияның пайда болуы мүмкін. Тағы бір қауіп - сирек кездесетін түрлердің сирек кездесетін генотиптер мен фенотиптерді жоғалту арқылы ассимиляциялануы. Бұл қауіп, әсіресе, инвазивті түр аралдағы эндемикалық түрмен будандасқанда жоғары болады. Алайда, гибридтеу генетикалық әртүрлілікті шағын, инбридті популяцияларға енгізуге де көмектеседі, мысалы Флорида пантерасы. Осыған байланысты, генетикалық құрылымның орнына таксондарға негізделген қорғау саясаты сирек кездесетін түрлерге қолайсыздық туғызуы мүмкін. Гибридтік аймақтар климаттың өзгеруін зерттеуде жақсы индикатор бола алады. Гибридтік аймақтардың кеңістігін генетикалық әдістер арқылы бақылау, мысалы, генотиптің таралуын географиялық талдау, популяцияның тарихи және қазіргі уақыттағы өзгеріп жатқан ортаға жауап беруін көрсете алады. Адаптациялық аллельдер мен геномдық аймақтардың алмасуын зерттеу популяциялардың климаттық нишаларға бейімделуін картаға түсіруде де пайдалы болуы мүмкін. М. trossulus Солтүстік Тынық мұхитта және М. edulis Атлантикада аллопатрияға жақын түрде дамып келеді, өйткені Беринг бұғазы арқылы көші-қон өте төмен. Жақында мұздық кезеңнен кейінгі уақытта Тынық мұхитынан келген М. trossulus Атлантикаға кіреді және екі жақтағы жағалауларды отарлайды және жергілікті М. edulis-пен кездеседі. Канадалық мидиялы гибридтік аймақ ерекше, өйткені екі түр де гибридтік аймақтарда кездесетін әдеттегі клиннің орнына бүкіл жағалауда (мозаикалық үлгіде) кездеседі. Ересектердегі мтДНК және аллозимдер зерттеулері екі түрдің арасындағы генотиптердің екі түрлі таралатынын көрсетеді; таза ата-аналық типтер ең көп таралған (адамдардың 75% -дан астамын құрайды), ал ата-аналық формаларға жақын артқа қиылысулар ең көп таралған. F1 гибридті кросс-тестілеу жеке тұлғалардың 2,5% -дан азын құрайды. F1 будандарының аз жиілігі және кейбір интрогрессия бізге тұқым қуалайтын будандар шығарылуы мүмкін деген қорытынды жасауға мүмкіндік береді, бірақ маңызды өсімдіктер бар және екі түрдің адасуы жеткілікті, олар қазір тіршілік ортасын бөлісе отырып, рекомбинациялық құлдыраудан аулақ бола алады. Таксондарды презиготалық оқшаулау арқылы бөлек ұстаудың бір себебі - бұл аймақта M. edulis шілдеде 23 апталық тар кезеңде, ал M. trossulus жаздың аяғынан күздің басына дейінгі аралықта кеңірек кезеңде ұрық береді. Гибридтерде тұқымсыздық немесе дамудың кеміуін байқауға болмайды, сондықтан олар таза түрлерге енуге мүмкіндік береді.