De la Neanderthal la cintezele lui Darwin: cum se formează speciile ?

Postat pe 24.02.2015 la 17.18, actualizat la 24.02.2015 la 17.18

Un studiu recent al păsărilor arată că speciile nu trebuie întotdeauna separate geografic pentru a se diversifica. Există și alte bariere care promovează speciația. Decriptare.

Blocați de ghețarii din Europa, neanderthalienii s-au mișcat puțin și au primit puține vizite de milenii. El a dezvoltat trăsăturile derivate caracteristice speciei sale.

1. În primul rând, ce este o specie ?

O specie se caracterizează prin incapacitatea sa de a procrea cu orice altă ființă vie care nu aparține „clubului” său genetic. Este separat de toți contemporanii săi prin „bariere”, numite izolare reproductivă, al căror efect este de a interzice sau reduce schimburile genetice la o rată neglijabilă. „Dacă acceptăm această definiție biologică, atunci speciația [apariția unei specii] constă în apariția a cel puțin unei noi bariere de izolare reproductivă”, explică Jean Génermont, un teoretician modern al evoluției biologice. *.

* Dicționar de darwinism, PUF, 1996.

2. Ce rol joacă geografia în ea? ?

Cea mai clasică barieră este centura de castitate geografică: un deșert, un munte sau un ocean apare între membrii aceleiași specii. Odată separate, populațiile văd că schimburile lor genetice se diminuează și diferențele mici se acumulează treptat între ele. Cel mai clasic exemplu este cel al cintezelor lui Charles Darwin, care provin de pe continent: izolate în diferite insule ale arhipelagului Galapagos, au dat naștere la treisprezece specii noi.

Exemplu de patru specii de cinteze Galapagos. Credit de imagine: Creative Commons.

Acest model, cunoscut și sub denumirea de speciație "alopatrică", explică bine deriva genetică a omului neanderthalian: blocat de ghețarii din Europa cu mai mult de 100.000 de ani înainte de era noastră, s-a mutat puțin și a primit puține vizite. El a dezvoltat trăsăturile derivate caracteristice speciei sale: un prognatism puternic, umflături deasupra orificiilor oculare etc.

3. Când vorbim de „suprapuneri circulare” și „zone de hibridizare” ?

Uneori speciația poate să nu fie completă, zone de hibridizare poate rămâne. Aceste zone de contact între speciile apropiate din punct de vedere evolutiv și unde izolarea reproductivă nu este totală, permit împerecherile care dau naștere la indivizi hibrizi. Cel mai fantastic caz este cel al Neanderthalului. Studiile genetice efectuate începând cu 2010 arată că s-a hibridizat cu Homo sapiens (vezi Sciences et Avenir nr. 772, iunie 2011): europenii și asiaticii contemporani împart 1 - 4% din genomul lor cu neanderthalieni; ceea ce nu este cazul africanilor. Principala zonă de hibridizare ar fi putut fi Orientul Apropiat.

Un alt caz fascinant: cel al șarpelui jartier american.

Thamnophis sirtalis, „Șarpele Jartieră”, cunoscut și sub numele de Șarpele Jartieră. Credit de imagine: Brian Gratwicke/Creative Commons

Acest șarpe de apă se târăște pe coasta de sud-vest a Statelor Unite și Mexic. Unele dintre ele au fost izolate în perioadele aride în zone în care s-au diferențiat treptat. Ca rezultat, formele apropiate din punct de vedere geografic pot încă hibridiza, în timp ce speciile îndepărtate nu mai pot. Acest fenomen se numește suprapunere circulară, speciile de la capătul lanțului nu se mai pot hibridiza în timpul contactului, deoarece barierele de reproducere sunt strânse. Două specii viitoare pot ocupa, de asemenea, aceeași zonă geografică, cum ar fi somonul din lacul Washington și jayurile de pe insula Santa Cruz libere să se deplaseze înainte și înapoi între plajă și râu.

În consecință, alte bariere reproductive sunt cele care vin să joace chaperonii. Toate nu sunt încă cunoscute.

4. Care sunt barierele comportamentale ?

Totuși, printre cei care interzic coitul, se află bariera comportamentală. Astfel, greierii masculi Nemobius fasciatus produc cântece specifice, pe care doar femeile din specia lor le ridică. Genele implicate în semnalele cardiace au fost localizate recent pe cromozomul sexual al insectei. Hibridizarea cu o altă specie rămâne posibilă ... dacă le modificăm artificial comportamentul în laborator, de exemplu. Controlul genetic al comportamentului sexual face obiectul a numeroase studii.

5. Când vorbim de izolare cronologică ?

O altă izolare, cea creată de bariera cronologică. Astfel, larva muștei Rhagoletis pomonella s-a sărbătorit cu fructele de păducel, până când o nouă varietate de măr - cu o aromă fără îndoială deosebit de atractivă pentru el - a fost introdusă în America de Nord, în anii 1850. O populație mică de viermi a gustat și stabilit acolo. Dar mărul și păducelul se coc cu câteva săptămâni de întârziere. Temperatura internă a mărului a accelerat chiar procesul de incubație a gazdelor sale: larvele se nasc acolo mai devreme în sezon decât congenerii lor de păducel. Odată ce au devenit muște, perioadele lor de maturare sexuală nu mai coincid.

Dar obstacolele din calea schimburilor genetice care nu sunt înregistrate în patrimoniul genetic sunt doar obstacole temporare care pot fi înlăturate. Există încă alte mecanisme care promovează diversificarea speciilor ...

Astfel, două specii care au evoluat separat pot dezvolta organe reproductive incompatibile. Crucile dintre o muscă tsetse și una dintre muștele noastre fructe pot acum doar să rănească, dacă nu chiar să ucidă, participanții la copulație.