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适应辐射

来自共同祖先的种群在地理上的分离可能会持续足够长的时间,以至于种群变得完全不同有区别的物种在重新获得共鸣和杂交的机会之前。随着异地种群继续独立进化,边缘区逐渐形成,形态差异可能出现。物种形成的第二阶段自然选择直接刺激rims的进化——在这种情况下永远不会发生,因为生殖隔离仅仅是种群持续独立进化的结果。

这种异域迁移的形式物种形成当殖民者到达地理上偏远的地区,如岛屿,在那里他们发现很少或没有竞争对手,并有机会在适应新的环境时进行分化,这一点尤其明显环境.有时,新地区会提供多种多样的环境对殖民者来说,产生了几个不同的血统和物种。多个物种从单一祖先谱系迅速分化的过程被称为适应辐射

在远离大陆的群岛中发现了许多适应性辐射形成物种的例子。的加拉帕戈斯群岛距离西海岸约1000公里(600英里)南美.当查尔斯·达尔文1835年,他在英国皇家海军的航行中到达了那里小猎犬号在美国,他发现了许多世界上其他地方没有的物种雀类,目前已知有14种(称为加拉帕戈斯群岛或达尔文的雀)。这些雀形目鸟类已经适应了多样性在栖息地和饮食方面,一些主要以植物为食,另一些只以昆虫为食。它们不同形状的喙显然适合于探测、抓、咬或压扁多样化的加拉帕戈斯群岛不同物种获取食物的方式的解释加拉帕戈斯雀的祖先比其他鸟类更早到达这个岛屿,并遇到了大量未被占领的生态环境利基市场.它的后代经历了适应性辐射,进化出了各种各样的雀类,它们的生活方式能够利用在不同大陆上已经被其他物种利用的机会。

夏威夷群岛也提供了适应性辐射的显著例子。它的几个火山岛,年龄从大约100万年到1000多万年不等,远离任何大陆,甚至其他大岛。在他们相对较小的土地总面积中,植物和植物的数量惊人动物物种的存在。大多数物种都在岛上进化,其中约有二十多种(约三分之一现已灭绝)蜜旋木雀S,鸟类的家族Drepanididae,都源于单一的移民形式。事实上,夏威夷的71个当地人中,只有一个人没有物种流行;也就是说,它们在那里进化,在其他任何地方都找不到。超过90%的开花植物、陆地软体动物和昆虫的本地物种也是地方性的,168种蕨类植物中的三分之二也是地方性的。

夏威夷本土有500多种果蝇苍蝇——约占世界已知物种总数的三分之一。夏威夷的物种的形态和生态多样性比世界上其他任何地方都要大得多。的种类果蝇在夏威夷的一个或几个殖民者,他们遇到了各种各样的生态位,在其他土地上,这些生态位被不同的苍蝇或昆虫群体占据,但在这些偏远的岛屿上,这些生态位可以被利用。

量子物种形成

在某些物种形成模式中,第一阶段在很短的时间内就完成了。这些模式有各种各样的名称,例如量子快速,saltational物种形成,所有这些都表明了时间的缩短。他们也被称为同域的物种形成,暗示事实上量子物种形成往往导致存在于同一领土或地区的种群之间的物种形成栖息地.量子物种形成的一种重要形式,多倍性,将在下面单独讨论。

没有多倍体的量子物种形成已经在一年生植物山字草.这是两个近亲物种,山字草biloba而且c . lingulata它们都原产于加州。c . lingulata只在内华达山脉中部和南部的两个地点有发现外围的分布c . biloba,由易位及其他染色体突变(见上图染色体变异).这种染色体重排突然出现,但降低了杂合子个体的生育能力。山字草物种能够自我受精促进传播染色体突变在不同的个体组中甚至在一个地方。这使得与非突变个体的杂交成为可能,并允许物种形成的第二阶段继续进行。

染色体突变通常是动物量子物种形成的起点,特别是在鼹鼠和其他生活在地下或活动能力差的啮齿动物群体中。鼹鼠种组的鼹鼠Spalax ehrenbergi以色列地鼠和该物种组的地鼠Thomomys talpoides在北方洛矶山脉都是经过充分研究的例子。

物种形成过程也可能是由一个或几个物种的变化开始的基因当这些改变导致生态变化时的位点利基市场或者,在的情况下寄生虫换了一个主人。许多寄生虫把它们的寄主作为求偶和交配的场所,所以有两种不同寄主偏好的生物体可能会成为繁殖隔离。如果杂交种表现出较差的适应性,因为它们在两个寄主中都不是有效的寄生虫,自然选择将有利于发展额外的轮辋。这种类型的物种形成似乎在寄生昆虫中很常见,这是一个很大的群体组成成千上万的物种。

多倍性

如上文所述染色体变异整个染色体组的增殖被称为多倍性.而二倍体生物体携带每一个细胞多倍体生物有两组染色体,分别从亲本遗传而来,有三组或更多染色体。许多培养植物是多倍体——香蕉是三倍体,土豆是四倍体,面包小麦是六倍体,一些草莓是八倍体。这些培育的多倍体在自然界中并不存在,至少在任何显著的频率上都不存在。有些是自发出现的;其他的,比如八倍体草莓,则是有意培育的。

在动物中,多倍体是相对罕见的,因为它破坏了细胞间的平衡性染色体而其他的染色体,需要平衡才能正常发育.自然多倍体物种存在于雌雄同体的动物中,包括蜗牛、蚯蚓和涡虫(一组扁形虫)。它们也以单性生殖的雌性(繁殖可行的没有受精的后代),如一些甲虫,播虫,金鱼和蝾螈。

所有主要的植物类群都有天然的多倍体物种,但它们在植物中最常见被子植物S,即开花植物,其中约47%是多倍体。多倍体是罕见的裸子植物S,如松树,冷杉和雪松,虽然红木,它们是多倍体。大多数多倍体植物都是四倍体.多倍体有3,5,或其他奇数倍数的基本染色体数目是不育的,因为在生殖细胞形成过程中同源染色体不能正常分离。一些植物具有奇数的染色体坚持通过无性繁殖繁殖,特别是通过人类培养;三倍体香蕉就是一个例子。

多倍体是量子物种形成的一种模式,只需要一到两代就能产生一个新物种。多倍体有两种同源多倍体,来源于单一物种,以及异源多倍体这种基因源于不同物种的染色体组合。异源多倍体植物种类比同源多倍体多得多。

一个异源多倍体物种可以起源于两个具有相同二倍体染色体数目的植物物种。一个物种的染色体补体可以用一个一个另一个BB.一个混合动力两种不同物种的,代表为一个B,通常是不育的,因为在形成过程中染色体配对和分离异常减数分裂配子是单倍体的(即只有一半的染色体,其中在一个给定的配子有些来自一个集和一些来自B设置)。但在二倍体细胞中,染色体加倍可能是异常的结果有丝分裂在这种情况下,染色体分裂,但细胞不分裂。如果这发生在上面的杂化中,一个B,结果为a植物细胞有四组染色体,一个一个BB.这样的四倍体细胞可以在植物内增殖构成二倍体细胞)并产生四倍体细胞的分枝和花。由于每一种花的细胞携带两条染色体,它们可以通过减数分裂产生功能二倍体配子一个B.两个这样的配子的结合,如在自体受精过程中发生的,产生一个完整的四倍体个体(一个一个BB).通过这种方式,植物的自花受精使得单个异常的四倍体个体的形成成为可能细胞分裂

同源多倍体以类似的方式起源,除了发生异常有丝分裂的个体不是杂交体。因此,自我受精使单个个体繁殖并产生后代人口.这个种群是一个新种,因为多倍体个体是从它们的二倍体祖先中繁殖分离出来的。四倍体和二倍体的杂交体收益率三倍体后代,不育。