30.4:

30.4: Genética da Especiação

Genetics of Speciation

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Biology

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Genetics of Speciation

30.3: Speciation Rates

30.5: Hybrid Zones

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02:16 min

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February 27, 2020

Overview

Especiação é o processo evolutivo que resulta na formação de novas espécies distintas—grupos de populações reprodutivamente isoladas.

A genética da especiação envolve as diferentes características ou mecanismos de isolamento que impedem a troca de genes, levando ao isolamento reprodutivo. O isolamento reprodutivo pode dever-se a barreiras reprodutivas que têm efeitos antes ou depois da formação de um zigoto. Mecanismos pré-zigóticos impedem a fertilização, e mecanismos pós-zigóticos reduzem a viabilidade, ou capacidade reprodutiva, da progenia híbrida.

Por exemplo, mecanismos pré-zigóticos atuam no início do ciclo de vida de um organismo, impondo o mais forte impedimento ao fluxo genético, e prevenindo combinações desfavoráveis de acasalamento. Algumas combinações de acasalamento produzem indivíduos híbridos. A seleção natural pode funcionar contra a produção de híbridos com baixa aptidão, aumentando assim o isolamento reprodutivo entre duas espécies.

Barreiras reprodutivas pós-zigóticas podem dever-se à inviabilidade intrínseca dos híbridos. Complicações genéticas resultantes de níveis aberrantes de ploidia, diferentes arranjos cromossómicos, ou incompatibilidades genéticas onde os alelos não funcionam adequadamente, contribuem para diferentes constituições genéticas e caminhos alternativos de desenvolvimento em híbridos. Essas alterações genéticas afetam tanto plantas como animais, levando ao isolamento pós-zigótico e à especiação.

A epistasia, ou interações genéticas não alélicas, é uma característica distinta que contribui para a especiação. O efeito de uma variante genética depende do fundo genético em que aparece. Por exemplo, um alelo que dá origem a um fenótipo normal em membros da mesma espécie pode funcionar mal no ambiente genético dos híbridos. Essa fraqueza híbrida também pode levar ao isolamento reprodutivo e à especiação.

Transcript

A especiação a formação evolucionária de novas espécies é associada a alterações genéticas em uma ou mais populações. As alterações genéticas podem alterar a composição molecular de um organismo, o comportamento, e a estrutura física, criando barreiras genéticas resultantes na separação de espécies. Por exemplo, em espécies de planta com flor Genus Petúnia, possuem um único código genético para a cor da flor.

A alteração desse gene pode impor tal barreira genética. A cor da flor pode determinar qual polinizador visita a flor, efetivamente causando o isolamento reprodutivo de populações com flores de diferentes cores. Abelhas solitárias polinizam espécies com flores roxas, beija-flores polinizam espécies com flores vermelhas brilhantes, e os mariposas-falcão polinizam aquelas com flores brancas.

Eventualmente, diferentes espécies de Petúnias evoluíram. Outra barreira genética é a alteração do teor total de conteúdo cromossómico de um organismo. Por exemplo, o cruzamento ou hibridização de espécies diferentes de plantas de Tragopogon levou a formação de novas espécies de Tragopogon.

Porque a prole híbrida tem mais de dois conjuntos de cromossomas homólogos, que são incapazes de reproduzir com qualquer uma das espécies parentais, apesar de serem férteis. Até mesmo a combinação específica de um genoma de organismos hospedeiros e os genomas de todos os micróbios simbióticos associados com ele pode impor barreiras genéticas e, em última análise levar à especiação. Por exemplo, em cruzamentos entre certas espécies de vespas de Nasonia, até 90%dos descendentes perecem durante o desenvolvimento larval.

Os experimentos sugerem que esta letalidade híbrida resulta de interações entre o genoma das vespas e suas comunidades bacterianas residentes, ilustrando como as interações gene-micróbio podem manter a separação de espécies impedindo a reprodução. Enquanto o papel da genética em especiação é um campo ativo de pesquisa, mudanças genéticas abrangendo genes únicos, a composição do genoma, e a interação de genomas múltiplos podem contribuir para o isolamento reprodutivo e especiação.

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