Genetik der Artenbildung

Speziation, die evolutionäre Bildung von neuen Arten, ist verknüpft mit genetischen Veränderungen in einer oder mehreren Populationen. Genetische Veränderungen können die molekulare Zusammensetzung, Verhaltensweisen und physische Struktur eines Organismus ändern, womit genetische Barrieren geschaffen werden, die zu einer Trennung der Arten führt. Zum Beispiel bei Arten der Blütenpflanze der Gattung Petunie kodiert ein einzelnes Gen die Farbe der Blüte. Eine Änderung dieses Gens kann eine solche Barriere repräsentieren. Die Blütenfarbe kann bestimmen, welcher Bestäuber die Blüte besucht, was effektiv die reproduktive Isolation von Populationen mit verschiedenen Blütenfarben verursacht. Solitäre Bienen bestäuben Arten mit violetten Blüten, Kolibris bestäuben Arten mit hellroten Blüten, und Falter bestäuben diejenigen mit weißen Blüten. Letztendlich entwickelten sich verschiedene Arten von Petunien. Eine weitere genetische Barriere ist die Abänderung des Gesamtchromosomeninhalts eines Organismus. Zum Beispiel führte die Kreuzung oder Hybridisierung verschiedener Arten von Bocksbärtepflanzen zur Bildung von neuen Arten von Bocksbärten. Weil der hybride Nachwuchs mehr als zwei Sätze von homologen Chromosomen hat, sind sie unfähig, mit jeglicher der Elternarten Nachkommen zu zeugen, obwohl sie fruchtbar sind. Sogar die spezifische Kombination des Genoms eines Wirtorganismus und die Genome von allen symbiotischen Mikroben verbunden damit, können genetische Barrieren aufbauen und letztendlich zur Speziation führen. Zum Beispiel bei Kreuzungen zwischen bestimmten Arten von Nasonia-Wespen sterben bis zu 90% des Nachwuchses während der Larvenentwicklung. Experimente lassen vermuten, dass sich diese hybride Sterblichkeit aus den Interaktionen zwischen dem Genom der Wespen und den ihnen innewohnenden bakteriellen Gemeinschaften ergibt, womit gezeigt wird, wie Gen-Mikroben-Interaktionen die Trennung von Arten aufrechterhalten können, indem die Reproduktion verhindert wird. Während die Rolle der Genetik bei der Speziation ein aktives Feld der Forschung darstellt, können genetische Änderungen über einzelne Gene hinweg, die Genomzusammensetzung und die Interaktion von mehreren Genomen zur reproduktiven Isolation und Speziation beitragen.