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30.4: Genética da Especiação

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Genetics of Speciation

30.4: Genetics of Speciation

30.4: Genética da Especiação

Speciation is the evolutionary process resulting in the formation of new, distinct species—groups of reproductively isolated populations.

The genetics of speciation involves the different traits or isolating mechanisms preventing gene exchange, leading to reproductive isolation. Reproductive isolation can be due to reproductive barriers that have effects either before or after the formation of a zygote. Pre-zygotic mechanisms prevent fertilization from occurring, and post-zygotic mechanisms reduce the viability, or reproductive capacity, of the hybrid offspring.

For example, pre-zygotic mechanisms act early in the life cycle of an organism, imposing the strongest impediment to gene flow, and preventing unfavorable mating combinations. Some mating combinations produce hybrid individuals. Natural selection can work against the production of hybrids with low fitness, thereby increasing reproductive isolation between two species.

Post-zygotic reproductive barriers can be due to the intrinsic inviability of hybrids. Genetic complications resulting from aberrant ploidy levels, different chromosomal arrangements, or gene incompatibilities where the alleles do not function properly contribute to different genetic makeup and alternative developmental pathways in hybrids. These genetic alterations affect both plants and animals, leading to post-zygotic isolation and speciation.

Epistasis, or non-allelic gene interactions, is a distinctive feature contributing to speciation. The effect of a gene variant is dependent on the genetic background in which it appears. For example, an allele giving rise to a normal phenotype in members of the same species may function poorly in the genetic environment of hybrids. This hybrid weakness can also lead to reproductive isolation and speciation.

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.

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