440 likes | 649 Views
2009 Marek Vácha. Co je to druh. Co je to druh?. = populace nebo skupina populací, jejíž členové se mohou alespoň potenciálně mezi sebou křížit a produkují zdatné (viable) a plodné potomky, ale kteří nemohou produkovat zdatné a životaschopné potomky s příslušníky jiných druhů
E N D
2009 Marek Vácha Co je to druh
Co je to druh? = populace nebo skupina populací, jejíž členové se mohou alespoň potenciálně mezi sebou křížit a produkují zdatné (viable) a plodné potomky, ale kteří nemohou produkovat zdatné a životaschopné potomky s příslušníky jiných druhů • Linné přihlížel především k morfologii • dnes rovněž anatomie, biochemie, podobnost genomu, chování (etologie)
Dva odlišné druhySturnella magna (vlevo) a Sturnella neglecta (vpravo)
Budníčci Budníček lesní (Phylloscopus sibilatrix) Budníček větší (Phylloscopus trochilus) Budníček menší (Phylloscopus collybita)
Koncept biologického druhu nefunguje za všech okolností – Peromyscus maniculatus
Variace mezi populacemi • portugalští osadníci v 15. stol. nechtěně zavlekli Mus musculus na ostrov Madeira v Atlantiku • některé populace žily na ostrově izolovaně od ostatních • některé chromosomy u různých populací zfúzovaly • protože geny zůstaly intaktní, zdá se, že fúze chromosomů je selekčně neutrální
Musmusculusostrov Madeira Např. číslo „2.4“ znamená fúzi mezi původním chromosomem 2 a 4 Mus musculus má obvykle 40 chromosomů
Cline • = a gradedchange in a character along a geographical axis • u ryby Fundulusheteroclitusexistují různé alely kódující enzym laktát dehydrogenázu typu B • varianta Ldh-Bb alela kóduje enzym, který je účinnějším katalyzátorem v chladnějším prostředí než ostatní verze tohoto enzymu • tato alela je častějí u populací žijící v chladnějších vodách • jev je téměř jistě způsoben selekcí
Allopatrická speciace Vlevo Ammospermophilus harrisii, vpravo A. leucurus
Sciurus aberti kaibabensis (vpravo) se stala geograficky isolovaná od společného předka se svou nejbližší příbuznou Sciurus aberti aberti na severním okraji Grand canyonu asi před 10 000 lety. Od té doby se postupně vyvinuly některé odlišné znaky, jako je černé břicho a tmavé přední nohy
Odlišné zbarvení Erebia epiphorn v různých evropských horách. Odlišné zbarvení odlišuje odlišné rasy nebo formy. Všimněte si, že se tyto rasy vyvinuly v geografické isolaci, jedná se tedy o allopatrickou speciaci.
Darwinovy „pěnkavy“ Na Galapágách žije celkem 13 druhů těchto endemických pěnkav
Šatovníci na Havaji Tito šatovníci představují rovněž krásný obraz adaptivní radiace. Bohužel, některé druhy této skupiny již vyhynuly.
Sympatrická speciace • snad až 80 % rostlinných druhů jsou potomci předka vzniklého polyploidizační událostí
Sorbushardeggensis • vznikl křížením jeřáb muk (Sorbus aria) x jeřáb břek (Sorbus torminalis)
Rhagoletispomonella (Vrtule jabloňová) • původní parazit na hlohu • když osadníci přivezli do USA jabloně, některé populace daly přednost jabloním • jablka ale zrají dříve než plody hlohu • tyto dvě populace jsou tedy časově izolovány, dnes je ale stále považujeme pouze za poddruhy
Cichlidy rodu Pundamilia • ve Viktoriině jezeře je na 600 druhů těchto cichlid • molekulární genetika naznačuje, že ke speciacím došlo asi před 100 000 lety z malého počtu druhů, které jezero kolonizovaly
Koncept biologického druhu nefunguje za všech okolností • U fosílií musíme posuzovat pouze morfologii • Koncept nefunguje u asexuálních organismů: všechna archea a eubakteria, mnozí z protist, některé fungi a dokonce některé rostliny a živočichové • Kojot s vlkem nebo psem dává zdatné a plně plodné potomky
Další koncepty • morfologický koncept: druh je charakterizován tvarem těla a dalšími morfologickými podobnostmi • výhoda: je použitelný i na zkameněliny a asexuální druhy • nevýhoda: je velmi subjektivní: který rysy vybrat? • ekologický koncept: druh je suma jedinců využívající tytéž neživé i živé části téže ekologické niky • např. dva velmi podobné druhy žab se každá živí něčím jiným, jsou to tedy odlišné druhy
Další koncepty • fylogenetický koncept: nejmenší skupina jedinců sdílejících téhož fylogenetického předka, tvoří tedy jedinou větvičku na evolučním stromu
Cirkumpolární (=kolem pólu) rozšíření skupiny Larus argentatus. Populace jdoucí z Evropy na východ se mohou volně křížit, ale v severní Evropě, kde se okruh směrem od západu uzavírá, jsou dva druhy (Larus argentatus A2 a Larus fuscus B3, B4) které jsou reprodukčně isolovány. Mluvíme o „ring species (kruhový druh)
Ring species Larus argentatus Larus fuscus
Pokud se dvě populace vyvíjely v geografické isolaci a později se dostanou do kontaktu, mohou se mezi sebou křížit, ale genový tok může být velmi omezený, záleží na dosaženém stupni genetické odlišnosti. V Evropě vrána obecná šedá Corvus corone cornix a vrána obecná černá Corvus corone corone jsou dva poddruhy stejného druhu, ale hybridní zóna je velmi úzká Vrána obecná černá Vrána obecná šedá
Pleistocenní zalednění Kuňka obecná (Bombina bombina) Kuňka žlutobřichá (Bombina variegata)
Pleistocenní zalednění Skokan krátkonohý (Rana lessonae) Skokan skřehotavý (Rana ridibunda) Klepton Skokan zelený (Rana esculenta)
U rostlin koncept BSC příliš nefunguje Nigella arvensis Černucha rolní
U rostlin BSC koncept příliš nefunguje • ve skupině Maloideae některém rody (např. Amelanchier (Muchovník), Crataegus, Malus, Sorbus) občas tvoří křížence • BSC koncept byl botaniky víceméně opuštěn • u rostlin musí existovat ještě i jiné mechanismy, které udržují morfologickou jednotu
Mimulusguttatus (Kejklířka skvrnitá) • u jedná populace nastala mutace umožňující rostlině žít na skládkách u měděných dolů, kde je tak silná toxicita, že tam jiné rostliny nemohou žít • tato populace se sice mohla křížit s jinými populacemi, ale hybridi nebyli tak zdatní jako rodiče • zjistilo se, že mutace způsobující výhodnou odolnost na měď zároveň znevýhodňuje křížence
Phragmitesaustralis • rákos obecný roste kosmopolitně, nemůže zde docházet k toku genů a přesto vypadá stejně • musí zde být zřejmě nějaké „developmental constraints“, které diktují víceméně stejnou morfologii v různých částech světa