SYMPATRISCHE SOORTVORMING: KENMERKEN EN VOORBEELDEN - BIOLOGIE - 2026

De sympatrische soortvorming is een soort soortvorming die optreedt wanneer twee groepen van dezelfde soort die op dezelfde geografische locatie leven verschillend evolueren, totdat ze niet langer kunnen kruisen en vervolgens als verschillende soorten worden beschouwd.

Wanneer populaties fysiek gescheiden zijn, ontstaat in het algemeen een zekere reproductieve isolatie, dat wil zeggen dat individuen in de ene populatie het vermogen verliezen om zich te kruisen met die in de andere populatie.

Synechococcus-bacteriën, waarbij sympatrische soortvorming is waargenomen

Voorbeelden van sympatrische soortvorming worden vaak besproken omdat ze overtuigend bewijs moeten leveren dat de nieuwe soort afstamt van dezelfde voorouderlijke soort, evenals het bestaan ​​van reproductieve isolatie en dat de oorzaak van de opkomst van de nieuwe soort niet allopatry is (soortvorming allopatric).

Sympatrische soortvorming is te zien in veel verschillende soorten organismen, waaronder bacteriën, cichliden en de appelwormvlieg. In de natuur kan het echter moeilijk zijn om te weten wanneer sympatrische soortvorming optreedt of heeft plaatsgevonden.

Sympatrische soortvorming is uniek omdat het plaatsvindt terwijl twee subpopulaties van dezelfde soort hetzelfde territorium bezetten of territoria delen die elkaar sterk overlappen.

Hoewel het gebied waarin de organismen leven hetzelfde is, kunnen ze worden onderverdeeld in twee verschillende groepen die uiteindelijk zo genetisch van elkaar verschillen dat ze zich niet meer met elkaar kunnen voortplanten.

Wanneer twee groepen zich niet langer kunnen voortplanten en vruchtbare nakomelingen achterlaten, worden ze als verschillende soorten beschouwd. Het kan echter moeilijk zijn om te bepalen of de soortvorming die heeft plaatsgevonden van het sympatrische type is, wat tot veel discussie heeft geleid onder onderzoekers in de evolutiebiologie.

Oorspronkelijk werd bijvoorbeeld gedacht dat twee nauw verwante stekelige soorten evolueerden door sympatrische soortvorming, maar later onderzoek suggereert dat de twee verschillende soorten onafhankelijk het meer koloniseerden.

De eerste kolonisatie leidde tot de opkomst van één soort stekelige, terwijl de andere soort evolueerde uit de tweede kolonisatie.

Kenmerken van sympatrische soortvorming

Jerry Coyne en H. Allen Orr hebben vier criteria ontwikkeld om af te leiden of soorten sympatrisch zijn ontstaan:

1-De territoria van de soort moeten aanzienlijk overlappen.

2-Er moet volledige soortvorming zijn (dat wil zeggen, de twee soorten kunnen niet kruisen en vruchtbare nakomelingen achterlaten).

3-De soort moet een zustersoort zijn (de meest verwant aan elkaar) of deel uitmaken van een groep die een voorouder en al zijn nakomelingen omvat.

4-De geschiedenis van het geografische territorium en de evolutie van de soort moeten zodanig zijn dat allopatrie erg onwaarschijnlijk lijkt, aangezien sympatrische soortvorming veel minder vaak voorkomt dan allopatrische soort.

Voorbeelden van sympatrische soortvorming

In planten

Sympatrische soortvorming komt vaker voor in de plantenwereld. Ouderplanten produceren bijvoorbeeld nakomelingen die polyploïde zijn. Daarom leven de nakomelingen in dezelfde omgeving als hun ouders, maar zijn reproductief geïsoleerd.

Dit door polyploïdie gemedieerde fenomeen van soortvorming treedt als volgt op. Normaal gesproken hebben individuen twee sets chromosomen (diploïdie), één van elke ouder.

Er kunnen echter fouten in de verdeling van chromosomen optreden tijdens de celdeling, waardoor nakomelingen worden gegenereerd met tweemaal zoveel kopieën (tetraploïdie).

Het hebben van meer dan twee chromosoomsets wordt beschouwd als polyploïdie (poly = veel). In deze gevallen treedt reproductieve isolatie onvermijdelijk op, aangezien een populatie van polyploïde individuen niet kan kruisen met een populatie van diploïde individuen.

In bacteriën

Echte voorbeelden van sympatrische soortvorming zijn zelden in de natuur waargenomen. Aangenomen wordt dat sympathische soortvorming vaker voorkomt bij bacteriën, omdat bacteriën genen kunnen uitwisselen met andere individuen die geen ouders of nakomelingen zijn, in een proces dat bekend staat als horizontale genoverdracht.

Sympatrische soortvorming is onder andere waargenomen in Bacillus, in Synechococcus-bacteriesoorten, in Vibrio splendidus bacterioplankton.

De subgroepen van soorten die sympatrische soortvorming ondergaan, zullen weinig verschil vertonen, aangezien ze relatief kort divergeren ten opzichte van de tijdschaal waarin evolutie plaatsvindt.

Aangenomen wordt dat een belangrijke factor bij sympatrische soortvorming de aanpassing aan de omgevingsomstandigheden is. Als sommige leden gespecialiseerd zijn om in een bepaalde omgeving te leven, kan die subgroep een andere ecologische niche blijven innemen en uiteindelijk in de loop van de tijd evolueren naar een nieuwe soort.

In cichliden

Sympatrische selectie kan ook het resultaat zijn van een combinatie van seksuele selectie en ecologische factoren. Studies van Afrikaanse cichliden in het Nyasa-meer en andere meren in het Oost-Afrikaanse Rift-systeem registreren zogenaamde zwermen soorten (individuen van dezelfde soort die zich "verzamelen" in een grote verzameling) die ecologisch in meren zijn ontstaan. uniformen.

Een dergelijke aandoening verkleint aanzienlijk de kans dat allopatrie de oorzaak is van soortvorming, en kan ertoe leiden dat groepen vrouwtjes binnen een populatie een hoge affiniteit ontwikkelen voor mannetjes met verschillende extreme fenotypische eigenschappen, zoals schubben en ledematen. Ze verschillen in grootte van de gemiddelde individuen.

Andere studies suggereren dat sympatrie tussen cichliden ook voorkomt in de rivieren die de meren van het Rift-systeem van Oost-Afrika voeden, evenals in de kratermeren van Nicaragua, waar twee soorten Midas cichliden (Amphilophus) worden gevonden, die in de Laguna de Apoyo in Nicaragua wonen.

De onderzoekers analyseerden het DNA, het uiterlijk en de ecologie van deze twee nauw verwante soorten. De twee soorten, hoewel ze over het algemeen erg op elkaar lijken, vertonen kleine verschillen in uiterlijk en kunnen niet onderling worden gekruist.

Al het beschikbare bewijs suggereert dat de ene soort uit de andere is geëvolueerd. De populatie van Midas cichliden werd oorspronkelijk gevonden in de lagune, terwijl de nieuwere soort onlangs is geëvolueerd, wat in evolutionaire termen minder dan 10.000 jaar geleden betekent.

In vliegen

Een zeer recent voorbeeld van sympatrische soortvorming kan voorkomen bij de appelwormvlieg, Rhagoletis pomonella.

Vroeger legden deze vliegen hun eieren alleen op de vruchten van meidoornbomen, maar minder dan 200 jaar geleden begonnen sommige vliegen hun eieren op appels te leggen.

Er zijn nu twee groepen appelwormvliegen: een die eieren legt op meidoornbomen en een die eieren legt op appels. Mannetjes zoeken naar partners in hetzelfde soort fruit waarop ze zijn opgegroeid, en vrouwtjes leggen hun eieren in hetzelfde soort fruit waarop ze zijn opgegroeid.

Daarom zullen vliegen die op doornen groeiden, nakomelingen op doornen voortbrengen, en vliegen die op appels groeiden, zullen nakomelingen op appels voortbrengen.

Er zijn al genetische verschillen tussen de twee groepen, en over een lange periode (evolutionaire tijd) zouden ze afzonderlijke soorten kunnen worden.

Het bovenstaande laat zien hoe soortvorming kan optreden, zelfs wanneer verschillende subgroepen van dezelfde soort hetzelfde geografische territorium delen.

Referenties

1. Allender, CJ, Seehausen, O., Knight, ME, Turner, GF, & Maclean, N. (2003). Uiteenlopende selectie tijdens soortvorming van cichliden uit het Malawimeer afgeleid uit parallelle stralingen in huwelijkse kleuring. Proceedings of the National Academy of Sciences, 100 (24), 14074-14079.
2. Geiger, MF, McCracy, JK, & Schliewen, UK (2010). Geen eenvoudig geval - Een eerste uitgebreide fylogenetische hypothese voor het Midas cichlid-complex in Nicaragua (Teleostei: Cichlidae: Amphilophus). Molecular Phylogenetics and Evolution, 56 (3), 1011-1024.
3. Givnish, T. & Sytsma, K. (2000). Moleculaire evolutie en adaptieve straling (1st ed.). Cambridge University Press.
4. Mallet, J., Meyer, A., Nosil, P., & Feder, JL (2009). Ruimte, sympatrie en soortvorming. Journal of Evolutionary Biology, 22 (11), 2332-2341.
5. McPheron, BA, Smith, DC en Berlocher, SH (1988). Genetische verschillen tussen gastheerrassen van Rhagoletis pomonella. Nature, 336 (6194), 64-66.
6. Selz, OM, Pierotti, MER, Maan, ME, Schmid, C., & Seehausen, O. (2014). Vrouwelijke voorkeur voor mannelijke kleur is noodzakelijk en voldoende voor assortatieve paring bij 2 cichlidenzustersoorten. Gedragsecologie, 25 (3), 612-626.
7. Solomon, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). Biologie (7e ed.) Cengage Learning.
8. Sympatrische soortvorming. Hersteld van: evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/speciationmodes_05
9. Tilmon, K. (2008). Specialisatie, soortvorming en straling: de evolutionaire biologie van herbivore insecten (1st ed.). University of California Press.