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30.5: 교배종 구역
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Hybrid Zones
 
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30.5: Hybrid Zones

30.5: 교배종 구역

Hybrid zones are narrow regions where two closely related species interact, mate, and produce hybrids. Relative to either parent species, hybrids may possess distinct phenotypic or genetic differences that impact their survival and reproductive success. The genetic variances introduced by hybridization influence species diversity and speciation processes within the hybrid zone.

Gene flow and natural selection are evolutionary mechanisms that shape the outcome of a hybrid zone. Gene flow distributes, homogenizes, and preserves genetic variation between populations, while natural selection reduces genetic variation by favoring only the fittest individuals in a population. Thus, if a barrier to genetic exchange emerges, the isolated population becomes more distinct or diverges.

However, if that barrier breaks down, the population and its previously isolated counterpart may interbreed and produce hybrids. Depending upon hybrid fitness, populations may: (1) reduce hybrid gene flow by reinforcing selection against hybrids, (2) promote hybrid gene flow, causing parent and hybrid populations to fuse, or (3) preserve gene flow, allowing parent and hybrid populations to stably exist.

Hybrid zones follow either primary or secondary species contact. Most hybrid zones are the result of secondary contact, where two geographically separated populations reestablish gene flow. Primary contact, although less common, involves natural selection among neighboring populations within a shared geographic range. Since primary and secondary contact produce similar genetic and phenotypic outcomes, the two are difficult to distinguish.

Scientists can observe the frequency of a gene or phenotype, or cline, across a geographic area. Frequencies may change abruptly in the hybrid zone, creating a stepped cline. For example, the frequency of genes specific to fire-bellied toads decreases from nearly 100% in its geographic range to 50% in the hybrid zone to 0% within the yellow-bellied toad range. Clines reflect the gene flow or natural selection affecting interbreeding populations.

Hybrid zones are natural laboratories for studying the mechanisms and processes involved in divergence and speciation. Hybridization creates genetic variation which produces novel adaptations and thus, species diversity. Scientists can analyze multiple clines to characterize the gene flow and natural selection occurring within a hybrid zone. This knowledge allows scientists to better estimate how different factors impact species and populations.

하이브리드 영역은 밀접하게 관련된 두 종이 상호 작용, 짝짓기 및 하이브리드를 생산하는 좁은 영역입니다. 부모 종에 비해, 하이브리드는 그들의 생존과 생식 성공에 영향을 미치는 뚜렷한 현상 또는 유전적 차이를 소유할 수 있습니다. 혼성화에 의해 도입된 유전적 차이는 하이브리드 영역 내의 종의 다양성과 표본 프로세스에 영향을 미칩니다.

유전자 흐름과 자연 선택은 하이브리드 영역의 결과를 형성하는 진화 메커니즘입니다. 유전자 흐름은 인구 사이의 유전 적 변이를 분배, 균질화 및 보존하는 반면, 자연 선택은 인구에서 가장 적당한 개인만을 선호하여 유전 적 변이를 감소시킵니다. 따라서 유전 적 교환에 대한 장벽이 나타나면 고립 된 인구가 더 뚜렷해지거나 갈라집니다.

그러나, 그 장벽이 무너지면, 인구와 이전에 고립 된 대응은 교배하고 하이브리드를 생산할 수 있습니다. 하이브리드 적합성에 따라, 인구는 하이브리드에 대한 선택을 강화하여 하이브리드 유전자 흐름을 감소시킬 수 있습니다: (2) 하이브리드 유전자 흐름을 촉진, 부모와 하이브리드 인구가 융합을 일으키는, 또는 (3) 유전자 흐름을 보존, 부모와 하이브리드 인구가 안정적으로 존재 할 수 있도록.

하이브리드 영역은 기본 또는 보조 종 접촉을 따릅니다. 대부분의 하이브리드 영역은 지리적으로 분리된 두 집단이 유전자 흐름을 재확립하는 이차 접촉의 결과입니다. 기본 접촉은 덜 일반적이지만 공유 된 지리적 범위 내에서 이웃 인구 중 자연 선택을 포함합니다. 1차 및 이차 접촉은 유사한 유전적 및 현상 결과를 생성하기 때문에, 둘은 구별하기 어렵습니다.

과학자는 지리적 지역에 걸쳐 유전자 또는 표현형, 또는 cline의 주파수를 관찰할 수 있습니다. 하이브리드 영역에서 주파수가 갑자기 변경될 수 있으며, 단계별 크라인이 생성됩니다. 예를 들어, 불배 두꺼비에 특이적인 유전자의 빈도는 하이브리드 영역에서 지리적 범위에서 거의 100%에서 노란색 배꼽 두꺼비 범위 내에서 0%로 감소합니다. Clines는 교배 인구에 영향을 미치는 유전자 흐름 또는 자연 선택을 반영합니다.

하이브리드 영역은 발산과 분석과 관련된 메커니즘과 프로세스를 연구하기 위한 자연 실험실입니다. 혼성화는 새로운 적응을 생성하고 따라서, 종 다양성을 생성 유전 변이를 만듭니다. 과학자들은 여러 클라인을 분석하여 하이브리드 영역 내에서 발생하는 유전자 흐름과 자연 선택을 특성화할 수 있습니다. 이 지식을 통해 과학자들은 다른 요인이 종과 인구에 미치는 영향을 더 잘 추정할 수 있습니다.


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