Strefy hybrydowe

Strefy hybrydowe to wąskie regiony, w których dwa blisko spokrewnione gatunki wchodzą w interakcje, łączą się w pary i wytwarzają hybrydy. W stosunku do któregokolwiek z gatunków rodzicielskich, hybrydy mogą mieć wyraźne różnice fenotypowe lub genetyczne, które wpływają na ich przetrwanie i sukces reprodukcyjny. Zmienność genetyczna wprowadzona przez hybrydyzację wpływa na różnorodność gatunkową i procesy specjacji w strefie hybrydowej.

Przepływ genów i dobór naturalny to mechanizmy ewolucyjne, które kształtują wynik strefy hybrydowej. Przepływ genów rozprowadza, homogenizuje i zachowuje zmienność genetyczną między populacjami, podczas gdy dobór naturalny zmniejsza zmienność genetyczną, faworyzując tylko najlepiej przystosowane osobniki w populacji. Tak więc, jeśli pojawia się bariera dla wymiany genetycznej, izolowana populacja staje się bardziej odrębna lub rozchodzi się.

Jeśli jednak ta bariera zostanie przełamana, populacja i jej wcześniej odizolowany odpowiednik mogą krzyżować się i wytwarzać hybrydy. W zależności od dopasowania hybrydy, populacje mogą: (1) zmniejszać przepływ genów hybrydowych poprzez wzmacnianie selekcji przeciwko hybrydom, (2) promować przepływ genów hybrydowych, powodując fuzję populacji rodzicielskich i hybrydowych, lub (3) zachowywać przepływ genów, umożliwiając stabilne istnienie populacji rodzicielskich i hybrydowych.

Strefy hybrydowe następują po kontakcie z gatunkami pierwotnymi lub wtórnymi. Większość stref hybrydowych jest wynikiem wtórnego kontaktu, w którym dwie geograficznie oddzielone populacje przywracają przepływ genów. Pierwotny kontakt, choć mniej powszechny, obejmuje dobór naturalny wśród sąsiednich populacji we wspólnym zasięgu geograficznym. Ponieważ kontakt pierwotny i wtórny daje podobne wyniki genetyczne i fenotypowe, trudno jest je odróżnić.

Naukowcy mogą obserwować częstość występowania genu lub fenotypu lub klinu na danym obszarze geograficznym. Częstotliwości mogą się gwałtownie zmieniać w strefie hybrydowej, tworząc schodkową klin. Na przykład częstość występowania genów specyficznych dla kumaków nizinnych spada z prawie 100% w ich zasięgu geograficznym do 50% w strefie hybrydowej do 0% w strefie kumaków żółtobrzuchych. Kliny odzwierciedlają przepływ genów lub dobór naturalny wpływający na krzyżowanie się populacji.

Strefy hybrydowe są naturalnymi laboratoriami do badania mechanizmów i procesów związanych z dywergencją i specjacją. Hybrydyzacja tworzy zmienność genetyczną, która powoduje nowe adaptacje, a tym samym różnorodność gatunkową. Naukowcy mogą analizować wiele klinów, aby scharakteryzować przepływ genów i dobór naturalny zachodzący w strefie hybrydowej. Wiedza ta pozwala naukowcom lepiej oszacować, w jaki sposób różne czynniki wpływają na gatunki i populacje.