Evoluția darwiniană afirmă că speciația – formarea de specii noi și distincte – are loc treptat, prin intermediul variației genetice și al selecției naturale a celor mai bune trăsături în lupta pentru supraviețuire și reproducere. În mod tradițional, se credea că mecanismul variației genetice era mutația ADN-ului. Cu toate acestea, cercetările din ultimele decenii au arătat că recombinarea genetică, modificarea epigenetică și hibridizarea pot fi mai importante decât mutațiile în producerea variației genetice care conduce la noi trăsături și specii (speciație). Recombinarea genetică la eucariote (organisme care au celule cu nucleu) este schimbul de material genetic între cromozomii parentali în timpul producerii gameților (meioză). Acest schimb produce noi combinații de informație genetică, care pot produce trăsături diferite la descendenți față de cele prezente la oricare dintre părinți. Modificările epigenetice apar ca urmare a interacțiunii complexe dintre genom și mediul celular, care conduc la schimbări în dezvoltarea și diferențierea expresiei genelor. Unele dintre aceste modificări devin alterări ereditare care nu sunt cauzate de modificări ale secvenței ADN, ci de modificări ale modului în care este reglată expresia genelor.[1] Se știe că hibridizarea speciilor are loc la plante și la unele animale și constă în combinarea informațiilor genetice de la două organisme din genuri, specii, rase sau soiuri diferite prin reproducere sexuală.
Hibridizarea între două specii sau genuri este, în general, un eșec, dar uneori poate avea ca rezultat urmași sănătoși. Oamenii au încercat mult timp să producă noi specii de animale și plante prin hibridizare, iar de la începutul secolului al XX-lea oamenii de știință au făcut multiple experimente documentate din belșug în literatura științifică.[2] Efectele hibridizării în producerea de noi soiuri și specii de plante sunt cunoscute de ceva timp, dar sunt din ce în ce mai răspândite la animale. Cu toate acestea, atât rolul hibridizării în diversificarea evolutivă a animalelor, cât și hibridizarea interspecifică ca mecanism important care generează diversitate biologică rămân subiecte controversate.[3] Plantele hibride sunt relativ comune, dar taxonul animal hibrid pare să fie relativ rar, deși indivizii hibrizi sunt destul de comuni.[4] Câteva specii de animale sunt rezultatul hibridizării: câțiva pești,[5] o broască[6] și câteva șopârle,[7] un mamifer marin (delfinul clymene[8]) și câteva păsări[9]. Lupul roșu american ar putea fi un hibrid între coiot și lupul gri.
Hibridizarea a fost documentată la insecte, existând numeroase cazuri de specii diploide, bisexuate, de origine hibridă, deși puține au fost verificate cu atenție.[10] Un studiu recent arată că hibridizarea poate fi într-adevăr cauza diferitelor varietăți și specii ale unor insecte.[11] O echipă de cercetători condusă de Nathaniel Edelman de la Universitatea Harvard (SUA), împreună cu alți cercetători din SUA, Europa și America de Sud, a arătat că hibridizarea pare să fie un factor important în speciația unui grup de fluturi viu colorați din genul Heliconius. Există aproximativ 39 de specii ale acestor fluturi „cu aripi lungi”, care trăiesc toate în tropicele și subtropicele Lumii Noi. Larvele lor se hrănesc cu lianele florilor pasiunii și sunt percepute ca insecte cu gust neplăcut. În acest studiu, genomurile a șaisprezece specii de Heliconius au fost analizate și comparate cu genomurile a nouă specii din alte genuri. Rezultatele au arătat că multe dintre specii au o istorie de hibridizare care a produs noi combinații de gene și noi varietăți de fluturi Heliconius.
Acest studiu indică faptul că hibridizarea naturală poate fi mult mai importantă decât se crede în producerea rapidă de soiuri de plante și animale și că poate fi adăugată la lista mecanismelor cunoscute ce pot produce noi specii într-un mod mult mai rapid decât poate fi explicat prin metoda neodarwiniană a mutației și selecției.
Articol preluat de la link-ul: https://www.grisda.org/hybridization-may-produce-new-species#_ednref11
Articol scris de L. James Gibson și Raul Esperante
Articol publicat în 21 ianuarie 2020 pentru Geoscience Research Institute
[1] Comentarii privind moștenirea epigenetică pot fi găsite la https://www.grisda.org/caenorhabditis-elegans-role-of-epigenetics-in-microevolution
[2] De exemplu, Grant, V. 1966. Originea unei noi specii de Gilia într-un experiment de hibridizare. Genetics 54:1189-1199; Bullini, L. 1994. Origin and evolution of animal hybrid species, Trends in Ecology and Evolution 9(11):422-426; Genner, Martin J., Turner, George F. 2012. Hibridizarea antică și noutatea fenotipică în cadrul radiației de pești cichlid din lacul Malawi. Molecular Biology and Evolution 29(1):195-206, https://doi.org/10.1093/molbev/msr183. Whitney, K. D., Ahern, J. R., Campbell, L. G., Albert, L. P., King, M. S. 2010. Modele de hibridizare în plante. Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics 12(3):175-182. Abbott, R., D. Albach, S. Ansell, și 36 de autori. Hibridizarea și speciația. Journal of Evolutionary Biology 26(2013):229-246. https://doi.org/10.1111/j.1420-9101.2012.02599.x.
[3] Dowling, T. E., Secor, C. L. 1997. The Role of hybridization and introgression in the diversification of animals Annual Review of Ecology and Systematics 28:593-619, doi.org/10.1146/annurev.ecolsys.28.1.593. Seehausen, O. 2004. Hibridizarea și radiația adaptivă. Trends in Ecology and Evolution 19(4):198-207. Mallet, J. 2007. Speciation hibrid. Nature 446:279-283. https://doi.org/10.1038/nature05706.
[4] Gray, AP. 1954. Mammalian Hybrids: A check-list with bibliography. Commonwealth Agricultural Bureaux; Gray, AP. 1958. Bird Hybrids: O listă de verificare cu bibliografie. Alva, Scoția: Robert Cunningham and Sons.
[5] Schlupp, I, R Riesch, M Tobler. 2007. Moluște amazoniene. Current Biology 17(14):R536-537; doi:10.1016/j.cub.2007.05.012.
[6] Christiansen, DG. Tipuri de gameți, determinarea sexului și echilibrul stabil al populațiilor complet hibride de broaște comestibile diploide și triploide (Pelophylax esculentus). BMC Evolutionary Biology 2009:9:135. doi: 10.1186/1471-2148-9-135.
[7] Cole, CH, HL Taylor, DP Baumann, P Baumann. 2014.Șopârla Neaves’ whiptail: Primul tetrapod parthenogenetic tetraploid cunoscut (Reptilia: Squamata: Teiidae). Breviora 39(1):1-20. https://doi.org/10.3099/MCZ171.
[8] Amaral, A. R., Lovewell, G., Coelho, M. M., Amato, G., Rosenbaum, H. C. 2014. Speciation hibrid la un mamifer marin: delfinul clymene (Stenella clymene). PLOS ONE 9(1): e83645. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0083645.
[9] Lamichhaney, S., Han, F., Webster, M. T., Andersson, L., Grant, B. R., Grant, P. R. 2018. Speciație hibridă rapidă la cintezele lui Darwin. Science 359(6372):224-228. doi:10.1126/science.aao4593. PMID 29170277.
[10] Dowling and Secor, 1997.
[11] Edelman, N. B., Frandsen, P. B., Miyagi, M, Mallet. J., și alte 25 de persoane. 2019. Arhitectura genomică și introgresiunea modelează o radiație de fluturi. Science 366:594-599. science.sciencemag.org/cgi/doi … 1126/science.aaw2090.
