Wskaźniki specjacji

Przegląd

Specjacja zwykle zachodzi w długiej skali ewolucyjnej, podczas której gatunki mogą być izolowane lub kontynuować interakcje. Jeśli dwa pojawiające się gatunki zaczną się krzyżować, bariery rozrodcze mogą być słabe, a przepływ genów może nastąpić ponownie. W tym momencie dobór hybryd w dwóch populacjach może albo ustabilizować nowo wymieszaną grupę w jedną populację, albo wzmocnić rozróżnienie między nimi jako nowymi gatunkami. Specjacja może zachodzić stopniowo lub szybko, a w niektórych przypadkach jest przerywana między długimi okresami bez zmian, po których następuje szybkie tempo specjacji.

Ponowne połączenie populacji

W przypadkach specjacji, gdy dwie lub więcej populacji zostało odizolowanych na pewien czas, mogą się ponownie połączyć. Na przykład w długich okresach suszy lub zmian klimatycznych duże jeziora mogą zostać podzielone na wiele mniejszych, izolując mieszkańców. Ogromna różnorodność gatunkowa afrykańskich ryb pielęgnicowatych była częściowo napędzana przez okresy takiej fragmentacji populacji. Kiedy warunki się zmieniły i rozdrobnione jeziora ponownie się połączyły, odizolowane populacje ponownie nawiązały kontakt.

Kiedy następuje rekoneksja, jeśli bariery rozrodcze przed zygotyką są słabe, osobniki z dwóch różnych populacji mogą zacząć się rozmnażać. Jeśli przydatność potomstwa hybrydy jest wyższa lub niezmieniona w porównaniu z rodzicami, populacje mogą się integrować i łączyć. Ten proces jest określany jako stabilność. Jeśli jednak potomstwo hybrydowe jest mniej sprawne niż niemieszane potomstwo z populacji rodzicielskich lub bariery przedzygotyczne dla reprodukcji zostaną z czasem wzmocnione, obie populacje będą się nadal różnić, nawet w sympatrii – proces znany jako wzmocnienie. U ryb pielęgnicowatych prawdopodobnie powstało w ten sposób wiele nowych linii i gatunków.

Tempo ewolucji i specjacji

Gatunki mogą ewoluować w różnym tempie w zależności od czasu pokolenia, siły presji selekcyjnej i określonych warunków środowiskowych. Zwykle zmiany zachodzą powoli, a zmiany zachodzą w małych przyrostach w czasie, aż pojawi się nowy gatunek, który nie krzyżuje się już z innymi gatunkami. Koncepcja ta jest znana jako gradualizm filetyczny. Na przykład, jeśli ptaki z nieco dłuższymi dziobami mogą kopać głębiej w drzewach w poszukiwaniu larw, cała populacja może z czasem skłaniać się w kierunku dłuższych dziobów i ostatecznie odróżnić się od swoich krewnych z krótkimi dziobami.

Jednak możliwe jest również, że gatunki zmieniają się stosunkowo szybko. Wiąże się to z teorią równowagi punktowej, która mówi, że gatunki mogą przechodzić gwałtowne zmiany ewolucyjne, po których następują długie okresy pozostawania względnie niezmienionymi. Poparcie dla tej teorii pochodzi z obserwacji, że niektóre linie kopalne wydają się niewiele zmieniać przez długi czas, a następnie wykazują gwałtowne zmiany w zapisie kopalnym.

Rodzaj motyli Heliconius wykazuje silną selekcję w celu zachowania wzoru kolorów ze względu na selekcję pod kątem mimikry, a to na ogół utrzymuje gatunek stabilny nawet w sympatrii z blisko spokrewnionymi gatunkami siostrzanymi. Jednak szybka specjacja może wystąpić w przypadku mutacji lub hybrydyzacji, która daje nowy “dopasowany” fenotyp. Ogólna ewolucja i specjacja mogą przebiegać na różne sposoby i w różnych skalach czasowych.