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30.5: Zonas Híbridas
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Hybrid Zones
 
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30.5: Hybrid Zones

30.5: Zonas Híbridas

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.

Zonas híbridas são regiões estreitas onde duas espécies intimamente relacionadas interagem, acasalam e produzem híbridos. Em relação às suas espécies parentais, os híbridos podem possuir diferenças fenotípicas ou genéticas distintas que impactam a sua sobrevivência e sucesso reprodutivo. As variações genéticas introduzidas pela hibridização influenciam os processos de diversidade e especiação das espécies dentro da zona híbrida.

Fluxo genético e seleção natural são mecanismos evolutivos que moldam o resultado de uma zona híbrida. O fluxo genético distribui, homogeniza e preserva a variação genética entre as populações, enquanto que a seleção natural reduz a variação genética favorecendo apenas os indivíduos mais aptos em uma população. Assim, se surgir uma barreira ao intercâmbio genético, a população isolada torna-se mais distinta ou diverge.

No entanto, se essa barreira quebrar, a população e a sua contraparte anteriormente isolada podem cruzar-se e produzir híbridos. Dependendo da aptidão dos híbridos, as populações podem: (1) reduzir o fluxo genético dos híbridos reforçando a seleção contra híbridos, (2) promover o fluxo genético dos híbridos, fazendo com que as populações parentais e híbridas se fundam, ou (3) preservar o fluxo genético, permitindo que as populações parentais e híbridas existam.

As zonas híbridas seguem o contacto primário ou secundário entre espécies. A maioria das zonas híbridas são o resultado de contacto secundário, onde duas populações geograficamente separadas restabelecem o fluxo genético. O contacto primário, embora menos comum, envolve a seleção natural entre populações vizinhas dentro de uma faixa geográfica compartilhada. Uma vez que o contacto primário e secundário produzem resultados genéticos e fenotípicos semelhantes, os dois são difíceis de distinguir.

Os cientistas podem observar a frequência de um gene ou fenótipo, ou variação clinal, através de uma área geográfica. As frequências podem mudar abruptamente na zona híbrida, criando uma variação clinal escalonada. Por exemplo, a frequência de genes específicos para sapos de barriga de fogo diminui de quase 100% na sua faixa geográfica para 50% na zona híbrida para 0% dentro da faixa de sapos de barriga amarela. As variações clinais refletem o fluxo genético ou a seleção natural que afetam populações que cruzam entre si.

Zonas híbridas são laboratórios naturais para estudar os mecanismos e processos envolvidos na divergência e especiação. A hibridização cria variação genética que produz novas adaptações e, portanto, diversidade de espécies. Os cientistas podem analisar múltiplas variações clinais para caracterizar o fluxo genético e a seleção natural que ocorrem dentro de uma zona híbrida. Esse conhecimento permite que os cientistas estimem melhor como diferentes fatores impactam espécies e populações.


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