Jak powstają nowe gatunki
W tej lekcji1/9
W Wielkiej Brytanii żyje komar, którego spotyka się wyłącznie w tunelach londyńskiego metra. Populacja z tuneli od dawna nie krzyżuje się z tą na powierzchni. Rozdzielenie potrafi zacząć się szybciej, niż się wydaje.
Kiedy jeden gatunek staje się dwoma
Przypomnijmy definicję: gatunek to organizmy, które mogą się krzyżować i mieć płodne potomstwo.
Rodzaje izolacji
| rodzaj | na czym polega | przykład |
|---|---|---|
| geograficzna | rozdziela przeszkoda w terenie | rzeka, pasmo górskie, wyspa, lodowiec |
| ekologiczna | te same okolice, inne siedlisko lub pokarm | ryby żerujące przy dnie i przy powierzchni jeziora |
| czasowa (sezonowa) | rozmnażanie w innym terminie | rośliny kwitnące wiosną i późnym latem |
| behawioralna | inne zaloty, inny śpiew, inny sygnał | ptaki reagujące tylko na własny wzór śpiewu |
Najczęściej opisywana jest izolacja geograficzna, ale wystarczy każda z nich. Wszystkie prowadzą do tego samego skutku — izolacji rozrodczej, czyli przerwania wymiany genów.
Jak powstaje nowy gatunek — cztery kroki
- 1
Droga od jednej populacji do dwóch gatunków Jedna populacja. Osobniki swobodnie się krzyżują, więc nowe warianty cech rozchodzą się po całej grupie.
- 2
Droga od jednej populacji do dwóch gatunków Izolacja. Pojawia się bariera — na przykład nowa rzeka albo zajęcie innego siedliska. Wymiana genów ustaje.
- 3
Droga od jednej populacji do dwóch gatunków Rozejście się. W każdej części działa dobór naturalny do INNYCH warunków, dochodzą różne mutacje. Różnice narastają pokolenie po pokoleniu.
- 4
Droga od jednej populacji do dwóch gatunków Punkt bez powrotu. Po dostatecznie długim czasie osobniki z obu grup nie mogą już mieć płodnego potomstwa — nawet gdy bariera zniknie. To są już dwa gatunki.
Wszystkie 4 kroków odsłonięte.
Populacja wiewiórek została rozdzielona przez wielki kanion. Po tysiącach pokoleń osobniki z obu stron nie mogą już mieć płodnego potomstwa. Co zaszło?
Dlaczego wyspy są laboratorium ewolucji
Wyspa to gotowa izolacja: mała populacja, ograniczone zasoby, brak dopływu genów z lądu.
Dwa gatunki roślin rosną obok siebie na tej samej łące, ale jeden kwitnie w maju, a drugi we wrześniu. Jaka izolacja je rozdziela?
Pułapka! „Nowy gatunek powstaje, gdy zwierzę mocno się zmieni”
Źle: wystarczy, że zwierzęta zaczną inaczej wyglądać — inny kolor, inny rozmiar — i mamy nowy gatunek.
Ściąga do zapamiętania
Jak powstają nowe gatunki?
GATUNEK to organizmy mogące mieć wspólne PŁODNE potomstwo. NOWY GATUNEK powstaje, gdy dwie części populacji przestaną wymieniać geny na tyle długo, że różnice uniemożliwią krzyżowanie. POTRZEBNE SĄ: IZOLACJA + CZAS. RODZAJE IZOLACJI: GEOGRAFICZNA (rzeka, góry, wyspa), EKOLOGICZNA (inne siedlisko lub pokarm w tej samej okolicy), CZASOWA/SEZONOWA (rozmnażanie w innym terminie — np. rośliny kwitnące w maju i we wrześniu), BEHAWIORALNA (inne zaloty, inny śpiew). Każda z nich prowadzi do IZOLACJI ROZRODCZEJ, czyli przerwania wymiany genów. CZTERY KROKI: jedna populacja → izolacja → rozejście się pod wpływem doboru i mutacji → brak płodnego potomstwa, czyli dwa gatunki. WYSPY to laboratoria ewolucji: izolacja plus małe populacje dają najwięcej GATUNKÓW ENDEMICZNYCH (zięby Darwina z Galapagos — kilkanaście gatunków z jednego, różniących się dziobami), ale te same gatunki są najbardziej wrażliwe na zmiany i na obce drapieżniki. BŁĄD DO UNIKNIĘCIA: o gatunku decyduje ROZDZIELENIE ROZRODCZE, a nie wygląd — dog i chihuahua to jeden gatunek.
Dla rodzicaJak pomóc dziecku w tym temacie?
- Jak wytłumaczyć, że dwa podobne zwierzęta to różne gatunki, a dwa różne — ten sam?
Najlepiej działa para przykładów: dog niemiecki i chihuahua, które wyglądają skrajnie różnie, a mają płodne potomstwo, oraz koń i osioł, które są podobne, a ich potomstwo — muł — jest niepłodne. Po tych dwóch przykładach kryterium przestaje być abstrakcyjne. Warto dodać, że w praktyce biolodzy sprawdzają też DNA, bo u organizmów wymarłych albo rozmnażających się bezpłciowo test krzyżowania nie działa.
- Czy powstawanie gatunków da się zaobserwować, czy to tylko teoria z przeszłości?
Da się i to w kilku dobrze udokumentowanych przypadkach. Komar z londyńskiego metra rozdzielił się od populacji naziemnej w ciągu około stu pięćdziesięciu lat. U roślin nowe gatunki potrafią powstać w jednym pokoleniu przez zwielokrotnienie liczby chromosomów — tak powstała współczesna pszenica. Obserwuje się też początki rozdzielenia u ryb w jeziorach afrykańskich. To dobre przykłady na to, że mówimy o procesie, a nie o historii zamkniętej.
- Ile trwa powstanie nowego gatunku?
Uczciwa odpowiedź brzmi: bardzo różnie, od jednego pokolenia u roślin po setki tysięcy lat u dużych zwierząt. Decyduje długość pokolenia, siła doboru i szczelność izolacji. Bakterie zmieniają się na tyle szybko, że skutki widać w ciągu miesięcy — dlatego oporność na antybiotyki jest praktycznym problemem medycyny, a nie ciekawostką z przeszłości.
Sprawdź się!
Odpowiedziano na 0 z 5 pytańSkróty klawiszowe quizu: klawisze od 1 do 4 wybierają odpowiedź, Enter sprawdza, a po sprawdzeniu przechodzi do następnego pytania. Każdy przycisk możesz też wybrać Tabem i Spacją.
Co jest warunkiem koniecznym powstania nowego gatunku?
Który przykład opisuje izolację geograficzną?
Dlaczego na wyspach powstaje wiele gatunków endemicznych?
Dog niemiecki i chihuahua bardzo się różnią. Dlaczego należą do jednego gatunku?
Co stało się z ziębami na Galapagos?