30.5: Гибридные зоны

Гибридные зоны - это узкие регионы, где два близкородственных вида взаимодействуют, спариваются и производят гибриды. Относительно любого родительского вида гибриды могут обладать отчетливыми фенотипическими или генетическими различиями, которые влияют на их выживание и репродуктивный успех. Генетические различия, вносимые гибридизацией, влияют на разнообразие видов и процессы видообразования в гибридной зоне.

Поток генов и естественный отбор - это эволюционные механизмы, определяющие исход гибридной зоны. Поток генов распределяет, гомогенизирует и сохраняет генетические вариации между популяциями, в то время как естественный отбор уменьшает генетические вариации, отдавая предпочтение только наиболее приспособленным особям в популяции. Таким образом, если возникает барьер для генетического обмена, изолированная популяция становится более отчетливой или дивергирует.

Однако, если этот барьер сломается, популяция и ее ранее изолированные аналоги могут скрещиваться и давать гибриды. В зависимости от приспособленности гибридов популяции могут: (1) уменьшать поток гибридных генов за счет усиления отбора против гибридов, (2) способствовать потоку гибридных генов, вызывая слияние родительских и гибридных популяций, или (3) сохранять поток генов, позволяя родительским и гибридным популяциям стабильно существовать.

Гибридные зоны следуют за контактом первичных или вторичных видов. Большинство гибридных зон являются результатом вторичного контакта, когда две географически разделенные популяции восстанавливают поток генов. Первичный контакт, хотя и менее распространен, включает естественный отбор между соседними популяциями в пределах общего географического ареала. Поскольку первичный и вторичный контакт приводят к сходным генетическим и фенотипическим результатам, их трудно отличить.

Ученые могут наблюдать частоту гена, фенотипа или клина в географической области. Частоты могут резко меняться в гибридной зоне, создавая ступенчатый клин. Например, частота генов, специфичных для пузатых жаб, снижается с почти 100% в их географическом диапазоне до 50% в гибридной зоне до 0% в пределах диапазона желтобрюхих жаб. Клины отражают поток генов или естественный отбор, влияющий на межпородные популяции.

Гибридные зоны - это естественные лаборатории для изучения механизмов и процессов, связанных с дивергенцией и видообразованием. Гибридизация создает генетическую изменчивость, которая приводит к новым адаптациям и, таким образом, к видовому разнообразию. Ученые могут анализировать несколько клин, чтобы охарактеризовать поток генов и естественный отбор, происходящий в гибридной зоне. Эти знания позволяют ученым лучше оценить влияние различных факторов на виды и популяции.

Гибридные зоны это зоны, где два тесно связанных вида селятся вместе и размножаются между собой. Например, пузатые жабы и жабы с жёлтым животом иногда скрещиваются в регионах, где их ареалы пересекаются. Потомство от такой вязки называются гибридами.

Со временем гибридная зона может повлиять на вовлечённые виды тремя различными способами:усиление, стабильность или слияние. Усиление усиливает репродуктивные барьеры, уменьшая частоту гибридов. Например, в географически разделённых популяциях пёстрой и ошейниковой мухоловки у самцов одинаковое оперение.

Однако в гибридной зоне между двумя видами, самцы эволюционировали и развили особые цвета оперения которые надёжно привлекают самок их видов. Когда гибриды изредка формируются, получившиеся самки стерильны, а самцам трудно привлечь партнёршу. Сниженный фитнес гибридных мухоловок и репродуктивный барьер между пёстрыми и ошейниковыми мухоловками таким образом усиливает расхождение.

Слияние влечёт за собой ослабление репродуктивных барьеров до тех пор, пока два вида не станут одним. Самки Цихлид озера Виктория, например, предпочитают спариваться с самцами того же вида, которые отображают определенный цвет. Однако мрачные, загрязнённые воды озера ведут к снижению способности самок-цихлид различать между самцами своего вида и тесно связанных с ними видов.

Фитнес гибридной цихлиды не слишком пострадал, и слабый репродуктивный барьер между видами цихлид в конечном счёте привёл к одному виду путём слияния. Стабильность возникает, когда гибриды продолжают выживать и воспроизводиться. Например, в гибридной зоне между желтобрюхими жабами и оранжевобрюхими жабами, гибридные жабы продолжают существовать, несмотря на то, их фитнес хуже, чем у обоих родительских видов.

Поскольку репродуктивные барьеры не достаточно сильны, чтобы предотвратить появление гибридов или недостаточно слабы, чтобы разрешить слияние в один вид, гибриды продолжаются существование. Гибридные зоны влияют на результаты видообразования путём тестирования репродуктивных барьеров между тесно связанными с ними видов. В зависимости от пригодности гибридов, гибридные зоны также могут укреплять репродуктивные барьеры между видами, предохраняя или стабилизируя их.