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15 : Formation de nouvelles espèces - Biologie


15 : Formation de nouvelles espèces

Spéciation sympatrique

La spéciation sympatrique est une spéciation qui se produit lorsque deux groupes de la même espèce vivent dans le même emplacement géographique, mais ils évoluent différemment jusqu'à ce qu'ils ne puissent plus se croiser et soient considérés comme des espèces différentes. Elle est différente des autres types de spéciation, qui impliquent la formation d'une nouvelle espèce lorsqu'une population est divisée en groupes via une barrière géographique ou une migration. La spéciation sympatrique peut être observée dans de nombreux types d'organismes, y compris les bactéries, les cichlidés et la mouche de la pomme, mais il peut être difficile de dire quand la spéciation sympatrique se produit ou s'est produite dans la nature.


Spéciation

La définition biologique des espèces, qui fonctionne pour les organismes à reproduction sexuée, est un groupe d'individus qui se reproduisent réellement ou potentiellement. Il existe des exceptions à cette règle. De nombreuses espèces sont suffisamment similaires pour que la progéniture hybride soit possible et puisse souvent se produire dans la nature, mais pour la majorité des espèces, cette règle est généralement respectée. En fait, la présence dans la nature d'hybrides entre espèces similaires suggère qu'ils peuvent être issus d'une seule espèce de croisement, et le processus de spéciation n'est peut-être pas encore terminé.

Etant donné l'extraordinaire diversité de la vie sur la planète, il doit y avoir des mécanismes de spéciation : la formation de deux espèces à partir d'une espèce originelle. Darwin a envisagé ce processus comme un événement de branchement et a schématisé le processus dans la seule illustration trouvée dans Sur le L'origine des espèces ([relier]une). Comparez cette illustration au diagramme de l'évolution des éléphants ([link]b), qui montre qu'à mesure qu'une espèce change au fil du temps, elle se ramifie pour former plusieurs nouvelles espèces, de façon répétée, tant que la population survit ou jusqu'à ce que l'organisme disparaisse.


Pour que la spéciation se produise, deux nouvelles populations doivent être formées à partir d'une population d'origine et elles doivent évoluer de telle manière qu'il devienne impossible pour les individus des deux nouvelles populations de se croiser. Les biologistes ont proposé des mécanismes par lesquels cela pourrait se produire qui entrent dans deux grandes catégories. La spéciation allopatrique (allo- = “autre” -patric = “homeland”) implique la séparation géographique des populations d'une espèce parente et l'évolution ultérieure. La spéciation sympatrique (sym- = “same” -patric = “homeland”) implique une spéciation se produisant au sein d'une espèce parente restant à un endroit.

Les biologistes considèrent les événements de spéciation comme la division d'une espèce ancestrale en deux espèces descendantes. Il n'y a aucune raison pour qu'il n'y ait pas plus de deux espèces formées à la fois, sauf que c'est moins probable et que de multiples événements peuvent être conceptualisés comme des scissions uniques se produisant dans le temps.


Biologie 171

À la fin de cette section, vous serez en mesure d'effectuer les opérations suivantes :

  • Définir les espèces et décrire comment les scientifiques identifient les espèces comme différentes
  • Décrire les variables génétiques qui conduisent à la spéciation
  • Identifier les barrières reproductives prézygotiques et postzygotiques
  • Expliquer la spéciation allopatrique et sympatrique
  • Décrire le rayonnement adaptatif

Bien que toute vie sur terre partage diverses similitudes génétiques, seuls certains organismes combinent des informations génétiques par reproduction sexuée et ont une progéniture qui peut ensuite se reproduire avec succès. Les scientifiques appellent ces organismes des membres de la même espèce biologique.

Espèces et capacité de reproduction

Une espèce est un groupe d'organismes individuels qui se croisent et produisent une progéniture fertile et viable. Selon cette définition, une espèce se distingue d'une autre lorsque, dans la nature, il n'est pas possible que les accouplements entre individus de chaque espèce produisent une progéniture fertile.

Les membres d'une même espèce partagent des caractéristiques externes et internes, qui se développent à partir de leur ADN. Plus la relation entre deux organismes est étroite, plus ils ont d'ADN en commun, tout comme les gens et leurs familles. L'ADN des gens est susceptible de ressembler davantage à l'ADN de leur père ou de leur mère qu'à l'ADN de leur cousin ou de leurs grands-parents. Les organismes de la même espèce ont le plus haut niveau d'alignement de l'ADN et partagent donc des caractéristiques et des comportements qui conduisent à une reproduction réussie.

L'apparence des espèces peut être trompeuse en suggérant une capacité ou une incapacité à s'accoupler. Par exemple, même si les chiens domestiques (Canis lupus familiaris) présentent des différences phénotypiques, telles que la taille, la constitution et le pelage, la plupart des chiens peuvent se croiser et produire des chiots viables qui peuvent mûrir et se reproduire sexuellement ((Figure)).


Dans d'autres cas, les individus peuvent sembler similaires bien qu'ils ne soient pas membres de la même espèce. Par exemple, même si les pygargues à tête blanche (Haliaeetus leucocephalus) et les pygargues africains (Haliaeetus vocifer) sont à la fois des oiseaux et des aigles, chacun appartient à un groupe d'espèces distinct ((Figure)). Si les humains devaient intervenir artificiellement et féconder un œuf de pygargue à tête blanche avec le sperme d'un pygargue à tête blanche et qu'un poussin éclosait, cette progéniture, appelée hybride (croisement entre deux espèces), serait probablement stérile, incapable de réussir reproduire une fois arrivé à maturité. Différentes espèces peuvent avoir différents gènes actifs dans le développement. Par conséquent, il peut ne pas être possible de développer une progéniture viable avec deux ensembles de directions différents. Ainsi, même si l'hybridation peut avoir lieu, les deux espèces restent toujours séparées.


Les populations d'espèces partagent un pool génétique : une collection de toutes les variantes génétiques de l'espèce. Encore une fois, la base de tout changement dans un groupe ou une population d'organismes doit être génétique car c'est la seule façon de partager et de transmettre des traits. Lorsque des variations se produisent au sein d'une espèce, elles ne peuvent passer à la génération suivante que par deux voies principales : la reproduction asexuée ou la reproduction sexuée. Le changement se transmettra de manière asexuée simplement si la cellule reproductrice possède le trait modifié. Pour que le trait modifié soit transmis par reproduction sexuée, un gamète, tel qu'un spermatozoïde ou un ovule, doit posséder le trait modifié. En d'autres termes, les organismes à reproduction sexuelle peuvent subir plusieurs changements génétiques dans leurs cellules corporelles, mais si ces changements ne se produisent pas dans un spermatozoïde ou un ovule, le trait modifié n'atteindra jamais la génération suivante. Seuls les traits héréditaires peuvent évoluer. Par conséquent, la reproduction joue un rôle primordial pour que le changement génétique s'enracine dans une population ou une espèce. En bref, les organismes doivent être capables de se reproduire entre eux pour transmettre de nouveaux traits à leur progéniture.

Spéciation

La définition biologique des espèces, qui fonctionne pour les organismes à reproduction sexuée, est un groupe d'individus se reproduisant réellement ou potentiellement. Il existe des exceptions à cette règle. De nombreuses espèces sont suffisamment similaires pour qu'une progéniture hybride soit possible et puisse souvent se produire dans la nature, mais pour la majorité des espèces, cette règle est généralement valable. La présence dans la nature d'hybrides entre espèces similaires suggère qu'ils peuvent être issus d'une seule espèce de croisement, et le processus de spéciation n'est peut-être pas encore terminé.

Etant donné l'extraordinaire diversité de la vie sur la planète, il doit y avoir des mécanismes de spéciation : la formation de deux espèces à partir d'une espèce originelle. Darwin a envisagé ce processus comme un événement de branchement et a schématisé le processus dans la seule illustration dans Sur le L'origine des espèces ((Chiffre)une). Comparez cette illustration au diagramme de l'évolution des éléphants ((Figure)), qui montre que lorsqu'une espèce change au fil du temps, elle se ramifie pour former plusieurs nouvelles espèces, de manière répétée, tant que la population survit ou jusqu'à ce que l'organisme disparaisse.


Pour que la spéciation se produise, deux nouvelles populations doivent se former à partir d'une population d'origine et elles doivent évoluer de telle manière qu'il devienne impossible pour les individus des deux nouvelles populations de se croiser. Les biologistes ont proposé des mécanismes par lesquels cela pourrait se produire qui entrent dans deux grandes catégories. La spéciation allopatrique (allo- = “autre” -patric = “homeland”) implique la séparation géographique des populations d'une espèce parente et l'évolution ultérieure. La spéciation sympatrique (sym- = “same” -patric = “homeland”) implique une spéciation se produisant au sein d'une espèce parente restant à un endroit.

Les biologistes considèrent les événements de spéciation comme la division d'une espèce ancestrale en deux espèces descendantes. Il n'y a aucune raison pour que plus de deux espèces ne se forment pas en même temps, sauf que c'est moins probable et nous pouvons conceptualiser plusieurs événements comme des scissions uniques se produisant dans le temps.

Spéciation allopatrique

Une population géographiquement continue possède un pool génétique relativement homogène. Le flux génétique, le mouvement des allèles à travers l'aire de répartition d'une espèce, est relativement libre car les individus peuvent se déplacer puis s'accoupler avec des individus dans leur nouvel emplacement. Ainsi, une fréquence d'allèle à une extrémité d'une distribution sera similaire à la fréquence d'allèle à l'autre extrémité. Lorsque les populations deviennent géographiquement discontinues, cela empêche la libre circulation des allèles. Lorsque cette séparation dure un certain temps, les deux populations sont capables d'évoluer selon des trajectoires différentes. Ainsi, leurs fréquences alléliques à de nombreux loci génétiques deviennent progressivement de plus en plus différentes à mesure que de nouveaux allèles apparaissent indépendamment par mutation dans chaque population. En règle générale, les conditions environnementales, telles que le climat, les ressources, les prédateurs et les concurrents pour les deux populations seront différentes, ce qui fait que la sélection naturelle favorise des adaptations divergentes dans chaque groupe.

L'isolement des populations conduisant à la spéciation allopatrique peut se produire de diverses manières : une rivière formant un nouveau bras, l'érosion créant une nouvelle vallée, un groupe d'organismes voyageant vers un nouvel emplacement sans pouvoir revenir, ou des graines flottant au-dessus de l'océan pour une île. La nature de la séparation géographique nécessaire pour isoler les populations dépend entièrement de la biologie de l'organisme et de son potentiel de dispersion. Si deux populations d'insectes volants s'installaient dans des vallées voisines distinctes, il y a de fortes chances que les individus de chaque population volent dans les deux sens en continuant le flux génétique. Cependant, si un nouveau lac divisait deux populations de rongeurs, un flux génétique continu serait peu probable, par conséquent, la spéciation serait plus probable.

Les biologistes regroupent les processus allopatriques en deux catégories : la dispersion et la vicariance. La dispersion se produit lorsque quelques membres d'une espèce se déplacent vers une nouvelle zone géographique, et la vicariance se produit lorsqu'une situation naturelle survient pour diviser physiquement les organismes.

Les scientifiques ont documenté de nombreux cas de spéciation allopatrique en cours. Par exemple, le long de la côte ouest des États-Unis, il existe deux sous-espèces distinctes de chouettes tachetées. La chouette tachetée du nord présente des différences génétiques et phénotypiques par rapport à son proche parent : la chouette tachetée du Mexique, qui vit dans le sud ((Figure)).


De plus, les scientifiques ont découvert que plus la distance entre deux groupes qui étaient autrefois la même espèce est grande, plus il est probable que la spéciation se produise. Cela semble logique car à mesure que la distance augmente, les divers facteurs environnementaux auraient probablement moins en commun que les emplacements à proximité immédiate. Considérez les deux hiboux : au nord, le climat est plus frais qu'au sud. Les types d'organismes de chaque écosystème diffèrent, tout comme leurs comportements et leurs habitudes. De plus, les habitudes de chasse et les choix de proies des hiboux du sud varient de ceux des hiboux du nord. Ces écarts peuvent conduire à des différences évoluées chez les hiboux, et une spéciation se produira probablement.

Radiation adaptative

Dans certains cas, une population d'une espèce se disperse dans une zone et chacune trouve une niche distincte ou un habitat isolé. Au fil du temps, les exigences variées de leurs nouveaux modes de vie conduisent à de multiples événements de spéciation provenant d'une seule espèce. Nous appelons cela le rayonnement adaptatif car de nombreuses adaptations évoluent à partir d'un seul point d'origine, provoquant ainsi le rayonnement de l'espèce vers plusieurs nouvelles. Les archipels insulaires comme les îles Hawaï offrent un contexte idéal pour les événements de rayonnement adaptatif, car l'eau entoure chaque île, ce qui entraîne un isolement géographique pour de nombreux organismes. La plante grimpante hawaïenne illustre un exemple de rayonnement adaptatif. À partir d'une seule espèce, l'espèce fondatrice, de nombreuses espèces ont évolué, dont les six (Figure).


Remarquez les différences dans les becs des espèces dans (Figure). L'évolution en réponse à la sélection naturelle basée sur des sources de nourriture spécifiques dans chaque nouvel habitat a conduit à l'évolution d'un bec différent adapté à la source de nourriture spécifique. L'oiseau granivore a un bec plus épais et plus fort qui est adapté pour casser les noix dures. Les oiseaux mangeurs de nectar ont de longs becs à plonger dans les fleurs pour atteindre le nectar. Les oiseaux insectivores ont des becs comme des épées, appropriés pour poignarder et empaler les insectes. Les pinsons de Darwin sont un autre exemple de rayonnement adaptatif dans un archipel.

Cliquez sur ce site interactif pour voir comment les oiseaux insulaires ont évolué par incréments évolutifs d'il y a 5 millions d'années à aujourd'hui.

Spéciation sympatrique

Une divergence peut-elle se produire si aucune barrière physique n'est en place pour séparer les individus qui continuent à vivre et à se reproduire dans le même habitat ? La réponse est oui. Nous appelons le processus de spéciation au sein d'un même espace sympatrique. Le préfixe « sym » signifie le même, donc « sympatrique » signifie « même patrie » par opposition à « allopatrique » qui signifie « autre patrie ». Les scientifiques ont proposé et étudié de nombreux mécanismes.

Une forme de spéciation sympatrique peut commencer par une grave erreur chromosomique lors de la division cellulaire. Dans un événement normal de division cellulaire, les chromosomes se répliquent, s'apparient, puis se séparent de sorte que chaque nouvelle cellule possède le même nombre de chromosomes. Cependant, parfois les paires se séparent et le produit cellulaire final a trop ou trop peu de chromosomes individuels dans une condition que nous appelons aneuploïdie ((Chiffre)).


Quel est le plus susceptible de survivre, la progéniture avec 2m+1 chromosomes ou progéniture avec 2m-1 chromosomes ?

La polyploïdie est une condition dans laquelle une cellule ou un organisme possède un ou plusieurs ensembles supplémentaires de chromosomes. Les scientifiques ont identifié deux principaux types de polyploïdie qui peuvent conduire à l'isolement reproductif d'un individu en état de polyploïdie. L'isolement reproductif est l'incapacité de se croiser. Dans certains cas, un individu polyploïde aura au moins deux ensembles complets de chromosomes de sa propre espèce dans une condition que nous appelons autopolyploïdie ((Figure)). Le préfixe « auto- » signifie « soi », donc le terme signifie plusieurs chromosomes de sa propre espèce. La polyploïdie résulte d'une erreur de méiose dans laquelle tous les chromosomes se déplacent dans une cellule au lieu de se séparer.


Par exemple, si une espèce végétale avec 2m = 6 produit des gamètes autopolyploïdes également diploïdes (2m = 6, quand ils devraient être m = 3), les gamètes ont maintenant deux fois plus de chromosomes qu'ils devraient en avoir. Ces nouveaux gamètes seront incompatibles avec les gamètes normaux que cette espèce végétale produit. Cependant, ils pourraient s'autopolliniser ou se reproduire avec d'autres plantes autopolyploïdes avec des gamètes ayant le même nombre diploïde. De cette façon, la spéciation sympatrique peut se produire rapidement en formant une progéniture avec 4m que nous appelons un tétraploïde. Ces individus ne pourraient immédiatement se reproduire qu'avec ceux de ce nouveau genre et non ceux de l'espèce ancestrale.

L'autre forme de polyploïdie se produit lorsque des individus de deux espèces différentes se reproduisent pour former une progéniture viable que nous appelons allopolyploïde. Le préfixe « allo- » signifie « autre » (rappel de allopatric) : par conséquent, un allopolyploïde se produit lorsque les gamètes de deux espèces différentes se combinent. (Figure) illustre une manière possible pour un allopolyploïde de se former. Remarquez qu'il faut deux générations, ou deux actes de reproduction, avant que l'hybride fertile viable n'apparaisse.


Les formes cultivées de blé, de coton et de tabac sont toutes allopolyploïdes. Bien que la polyploïdie se produise occasionnellement chez les animaux, elle se produit le plus souvent chez les plantes. (Les animaux présentant l'un des types d'aberrations chromosomiques que nous décrivons ici sont peu susceptibles de survivre et de produire une progéniture normale.) Les scientifiques ont découvert que plus de la moitié de toutes les espèces végétales étudiées se rapportent à une espèce évoluée par polyploïdie. Avec un taux de polyploïdie aussi élevé chez les plantes, certains scientifiques émettent l'hypothèse que ce mécanisme a lieu plus comme une adaptation que comme une erreur.

Isolement de la reproduction

Avec suffisamment de temps, la divergence génétique et phénotypique entre les populations affectera les caractères qui influencent la reproduction : si les individus des deux populations étaient réunis, l'accouplement serait moins probable, mais si l'accouplement avait lieu, la progéniture serait non viable ou infertile. De nombreux types de caractères divergents peuvent affecter l'isolement reproductif, la capacité de se croiser, des deux populations.

L'isolement reproductif peut avoir lieu de diverses manières. Les scientifiques les organisent en deux groupes : les barrières prézygotiques et les barrières postzygotiques. Rappelons qu'un zygote est un œuf fécondé : la première cellule du développement d'un organisme qui se reproduit sexuellement. Par conséquent, une barrière prézygotique est un mécanisme qui empêche la reproduction d'avoir lieu. Cela inclut les barrières qui empêchent la fécondation lorsque les organismes tentent de se reproduire. Une barrière postzygotique apparaît après la formation du zygote. Cela inclut les organismes qui ne survivent pas au stade embryonnaire et ceux qui naissent stériles.

Certains types de barrières prézygotiques empêchent complètement la reproduction. De nombreux organismes ne se reproduisent qu'à certaines périodes de l'année, souvent juste une fois par an. Les différences dans les calendriers de reproduction, que nous appelons isolement temporel, peuvent agir comme une forme d'isolement reproductif. Par exemple, deux espèces de grenouilles habitent la même zone, mais l'une se reproduit de janvier à mars alors que l'autre se reproduit de mars à mai ((Figure)).


Dans certains cas, les populations d'une espèce se déplacent ou sont déplacées vers un nouvel habitat et s'installent dans un endroit qui ne chevauche plus les autres populations de la même espèce. Nous appelons cette situation l'isolement de l'habitat. La reproduction avec l'espèce parentale cesse et un nouveau groupe existe qui est désormais indépendant sur le plan reproducteur et génétique. Par exemple, une population de grillons divisée après une inondation ne pouvait plus interagir les unes avec les autres. Au fil du temps, les forces de sélection naturelle, la mutation et la dérive génétique entraîneront probablement une divergence des deux groupes ((Figure)).


L'isolement comportemental se produit lorsque la présence ou l'absence d'un comportement spécifique empêche la reproduction. Par exemple, les lucioles mâles utilisent des motifs lumineux spécifiques pour attirer les femelles. Diverses espèces de lucioles affichent leurs lumières différemment. Si un mâle d'une espèce tentait d'attirer la femelle d'une autre, elle ne reconnaîtrait pas le motif lumineux et ne s'accouplerait pas avec le mâle.

D'autres barrières prézygotes fonctionnent lorsque des différences dans leurs cellules gamétiques (œufs et spermatozoïdes) empêchent la fécondation d'avoir lieu. Nous appelons cela une barrière gamétique. De même, dans certains cas, des organismes étroitement apparentés tentent de s'accoupler, mais leurs structures de reproduction ne s'emboîtent tout simplement pas. Par exemple, les demoiselles mâles de différentes espèces ont des organes reproducteurs de forme différente. Si une espèce essaie de s'accoupler avec la femelle d'une autre, leurs parties du corps ne s'emboîtent tout simplement pas. ((Chiffre)).


Chez les plantes, certaines structures visant à attirer un type de pollinisateur empêchent simultanément un pollinisateur différent d'accéder au pollen. Le tunnel par lequel un animal doit accéder au nectar peut varier considérablement en longueur et en diamètre, ce qui empêche la plante de se polliniser avec une espèce différente ((Figure)).


Lorsque la fécondation a lieu et qu'un zygote se forme, les barrières post-zygotiques peuvent empêcher la reproduction. Dans de nombreux cas, les individus hybrides ne peuvent pas se former normalement dans l'utérus et ne survivent tout simplement pas au-delà des stades embryonnaires. Nous appelons cette inviabilité hybride parce que les organismes hybrides ne sont tout simplement pas viables. Dans une autre situation postzygotique, la reproduction conduit à une naissance hybride et à une croissance stérile. Par conséquent, les organismes sont incapables de reproduire leur propre progéniture. Nous appelons cela la stérilité hybride.

Influence de l'habitat sur la spéciation

La spéciation sympatrique peut également avoir lieu par d'autres moyens que la polyploïdie. Par exemple, considérons une espèce de poisson qui vit dans un lac. À mesure que la population augmente, la concurrence pour la nourriture augmente. Sous la pression de trouver de la nourriture, supposons qu'un groupe de ces poissons ait la flexibilité génétique pour découvrir et se nourrir d'une autre ressource que les autres poissons n'utilisent pas. Et si cette nouvelle source de nourriture était située à une profondeur différente du lac ? Au fil du temps, ceux qui se nourrissent de la deuxième source de nourriture interagiraient davantage les uns avec les autres que les autres poissons, par conséquent, ils se reproduiraient également ensemble. La progéniture de ces poissons se comporterait probablement comme leurs parents : se nourrissant et vivant dans la même zone et se tenant à l'écart de la population d'origine. Si ce groupe de poissons continuait à rester séparé de la première population, une spéciation sympatrique pourrait éventuellement se produire car davantage de différences génétiques s'accumulaient entre eux.

Ce scénario se déroule dans la nature, tout comme d'autres qui conduisent à l'isolement reproductif. L'un de ces endroits est le lac Victoria en Afrique, célèbre pour sa spéciation sympatrique de cichlidés. Les chercheurs ont découvert des centaines d'événements de spéciation sympatrique chez ces poissons, qui se sont non seulement produits en grand nombre, mais aussi sur une courte période de temps. (Figure) montre ce type de spéciation parmi une population de cichlidés au Nicaragua. Dans ce lieu, deux types de cichlidés vivent dans le même emplacement géographique mais ont des morphologies différentes qui leur permettent de manger diverses sources de nourriture.


Résumé de la section

La spéciation se produit le long de deux voies principales : la séparation géographique (spéciation allopatrique) et par des mécanismes qui se produisent au sein d'un habitat partagé (spéciation sympatrique). Les deux voies isolent une population de manière reproductive sous une forme ou une autre. Les mécanismes d'isolement reproductif agissent comme des barrières entre des espèces étroitement apparentées, leur permettant de diverger et d'exister en tant qu'espèces génétiquement indépendantes. Les barrières prézygotiques bloquent la reproduction avant la formation d'un zygote, tandis que les barrières postzygotiques bloquent la reproduction après la fécondation. Pour qu'une nouvelle espèce se développe, quelque chose doit provoquer une brèche dans les barrières reproductives. La spéciation sympatrique peut se produire par des erreurs de méiose qui forment des gamètes avec des chromosomes supplémentaires (polyploïdie). L'autopolyploïdie se produit au sein d'une seule espèce alors que l'allopolyploïdie se produit entre des espèces étroitement apparentées.

Connexions artistiques

(Figure) Qui est le plus susceptible de survivre, progéniture avec 2m+1 chromosomes ou progéniture avec 2m-1 chromosomes ?

(Figure) La perte de matériel génétique est presque toujours mortelle, donc la progéniture avec 2mLes chromosomes +1 ont plus de chances de survivre.

Réponse libre

Pourquoi les chaînes d'îles offrent-elles des conditions idéales pour qu'un rayonnement adaptatif se produise ?

Les organismes d'une même espèce peuvent arriver ensemble sur une île puis se disperser tout au long de la chaîne, chacun s'installant dans des niches différentes et exploitant différentes ressources alimentaires pour réduire la concurrence.

Deux espèces de poissons avaient récemment subi une spéciation sympatrique. Les mâles de chaque espèce avaient une coloration différente à travers laquelle les femelles pouvaient identifier et choisir un partenaire de leur propre espèce. Après un certain temps, la pollution a rendu le lac si trouble qu'il était difficile pour les femelles de distinguer les couleurs. Que peut-il se passer dans cette situation ?

Il est probable que les deux espèces commenceraient à se reproduire l'une avec l'autre. Selon la viabilité de leur progéniture, ils peuvent fusionner en une seule espèce.

Pourquoi les individus polyploïdiques peuvent-ils conduire à une spéciation assez rapidement ?

La formation de gamètes avec de nouveaux m les nombres peuvent se produire dans une génération. Après quelques générations, suffisamment de ces nouveaux hybrides peuvent se former pour se reproduire ensemble en tant que nouvelle espèce.

Glossaire


Résumé de la section

La spéciation se produit le long de deux voies principales : la séparation géographique (spéciation allopatrique) et à travers des mécanismes qui se produisent au sein d'un habitat partagé (spéciation sympatrique). Les deux voies isolent une population de manière reproductive sous une forme ou une autre. Les mécanismes d'isolement reproductif agissent comme des barrières entre des espèces étroitement apparentées, leur permettant de diverger et d'exister en tant qu'espèces génétiquement indépendantes. Les barrières prézygotiques bloquent la reproduction avant la formation d'un zygote, tandis que les barrières postzygotiques bloquent la reproduction après la fécondation. Pour qu'une nouvelle espèce se développe, quelque chose doit provoquer une brèche dans les barrières reproductives. La spéciation sympatrique peut se produire par des erreurs de méiose qui forment des gamètes avec des chromosomes supplémentaires (polyploïdie). L'autopolyploïdie se produit au sein d'une seule espèce, tandis que l'allopolyploïdie se produit entre des espèces étroitement apparentées.

Questions d'autocontrôle supplémentaires

1. Quel est le plus susceptible de survivre, progéniture avec 2m+1 chromosomes ou progéniture avec 2m-1 chromosomes ?

2. Pourquoi les chaînes d'îles offrent-elles des conditions idéales pour qu'un rayonnement adaptatif se produise ?

3. Deux espèces de poissons ont récemment subi une spéciation sympatrique. Les mâles de chaque espèce avaient une coloration différente à travers laquelle les femelles pouvaient identifier et choisir un partenaire de leur propre espèce. Après un certain temps, la pollution a rendu le lac si trouble qu'il était difficile pour les femelles de distinguer les couleurs. Que peut-il se passer dans cette situation ?

4. Pourquoi les individus polyploïdiens peuvent-ils conduire à une spéciation assez rapidement ?

Réponses

1. La perte de matériel génétique est presque toujours mortelle, donc la progéniture avec 2mLes chromosomes +1 ont plus de chances de survivre.

2. Des organismes d'une même espèce peuvent arriver ensemble sur une île puis se disperser tout au long de la chaîne, chacun s'installant dans des niches différentes et exploitant différentes ressources alimentaires pour réduire la concurrence.

3. Il est probable que les deux espèces commencent à se reproduire l'une avec l'autre. Selon la viabilité de leur progéniture, ils peuvent fusionner en une seule espèce.

4. La formation de gamètes avec de nouveaux m les nombres peuvent se produire dans une génération. Après quelques générations, suffisamment de ces nouveaux hybrides peuvent se former pour se reproduire ensemble en tant que nouvelle espèce.

Glossaire

radiation adaptative: spéciation lorsqu'une espèce rayonne pour former plusieurs autres espèces

spéciation allopatrique : spéciation qui se produit via la séparation géographique

allopolyploïde : polyploïdie formée entre deux espèces apparentées mais distinctes

aneuploïdie : état d'une cellule ayant un chromosome supplémentaire ou manquant d'un chromosome pour son espèce

autopolyploïde : polyploïdie formée au sein d'une même espèce

isolement comportemental : type d'isolement reproductif qui se produit lorsqu'un comportement spécifique ou l'absence d'un comportement empêche la reproduction d'avoir lieu

dispersion: spéciation allopatrique qui se produit lorsque quelques membres d'une espèce se déplacent vers une nouvelle zone géographique

barrière gamétique : barrière prézygotique se produisant lorsque des individus étroitement apparentés de différentes espèces s'accouplent, mais des différences dans leurs cellules de gamètes (œufs et spermatozoïdes) empêchent la fécondation d'avoir lieu

isolement de l'habitat : isolement reproductif résultant du déplacement ou du déplacement des populations d'une espèce vers un nouvel habitat, s'installant dans un endroit qui ne chevauche plus les autres populations de la même espèce

hybride: descendance de deux individus étroitement apparentés, n'appartenant pas à la même espèce

barrière postzygotique : mécanisme d'isolement reproductif qui se produit après la formation du zygote

barrière prézygotique : mécanisme d'isolement reproductif qui se produit avant la formation du zygote

isolement reproductif : situation qui se produit lorsqu'une espèce est indépendante sur le plan de la reproduction des autres espèces cela peut être provoqué par le comportement, l'emplacement ou les barrières reproductives

spéciation : formation d'une nouvelle espèce

espèce: groupe de populations qui se croisent et produisent une progéniture fertile

spéciation sympatrique : spéciation qui se produit dans le même espace géographique

isolement temporel : différences dans les calendriers de reproduction qui peuvent agir comme une forme de barrière prézygotique conduisant à l'isolement reproductif

vicariance : spéciation allopatrique qui se produit lorsque quelque chose dans l'environnement sépare les organismes de la même espèce en groupes séparés


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