ศึกษาเกี่ยวกับลิง

สิ่งมีชีวิตชนิดใหม่เกิดขึ้นในธรรมชาติได้อย่างไร? เรื่องราวในเวอร์ชันทั่วไปแต่เรียบง่ายเกินไปมีดังต่อไปนี้: ประชากรของสัตว์หรือพืชถูกแยกออกจากกันทางภูมิศาสตร์ โดยแม่น้ำที่เปลี่ยนเส้นทางหรือภูเขาที่โผล่ขึ้นมา เป็นต้น และทั้งสองกลุ่มที่แยกจากกันสะสมความแตกต่างทางพันธุกรรม เมื่อเวลาผ่านไปขณะที่พวกมันปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมอย่างโดดเดี่ยว ในที่สุด DNA ของทั้งสองกลุ่มก็แตกต่างกันมากจนถือว่าประชากรทั้งสองเป็นสปีชีส์ที่แตกต่างกัน แน่นอน, เก็งกำไรได้เกิดขึ้น. ในความเป็นจริงกระบวนการนี้ซับซ้อนกว่านั้นมาก แม้ว่าการแยกตัวทางภูมิศาสตร์สามารถเริ่มกระบวนการเก็งกำไรได้ แต่นักชีววิทยาวิวัฒนาการเชื่อว่าพลังอื่นๆ รวมถึงการคัดเลือกโดยธรรมชาติรูปแบบต่างๆ สามารถช่วยทำให้เกิดความสมบูรณ์ได้ การศึกษา UM ฉบับใหม่แสดงหลักฐานเชิงประจักษ์ที่หาได้ยากว่าการคัดเลือกโดยธรรมชาติหลายรูปแบบ รวมถึงรูปแบบที่ถกเถียงกันซึ่งเรียกว่าการเสริมแรง กำลังช่วยให้กระบวนการเก็งกำไรสมบูรณ์ใน "โซนลูกผสม" ตามธรรมชาติของลิงฮาวเลอร์ ซึ่งเป็นสถานที่ที่ทั้งสองสายพันธุ์อยู่ร่วมกันและผสมพันธุ์กันเป็นครั้งคราวใน กระบวนการที่เรียกว่าการผสมพันธุ์ การศึกษามีกำหนดการเผยแพร่ทางออนไลน์ในวันที่ 22 ธันวาคมในวารสาร Molecular Ecology ในบทความนี้ นักวิจัยใช้โซนไพรเมตไฮบริดเพื่อระบุส่วนของจีโนมที่น่าจะมียีนที่อยู่ภายใต้การเก็งกำไรและเพื่อทดสอบสัญญาณของแรงคัดเลือกที่หล่อหลอมพวกมัน Marcella Baiz ผู้สมัครระดับปริญญาเอกของ UM ผู้เขียนคนแรกของการศึกษากล่าวว่า "เราสังเกตเห็นรูปแบบในข้อมูลทางพันธุกรรมที่บ่งชี้ว่าการผสมพันธุ์มีบทบาทโดยตรงในการทำให้กระบวนการเก็งกำไรสมบูรณ์โดยการเพิ่มความแตกต่างทางพันธุกรรมระหว่างสปีชีส์" ผู้เขียนคนอื่นคือ Liliana Cortés-Ortiz และ Priscilla Tucker จาก UM Department of Ecology and Evolutionary Biology “เราพบสัญญาณของการคัดเลือกโดยธรรมชาติหลายรูปแบบซึ่งทำให้เกิดความแตกต่างของสายพันธุ์ รวมถึงการเสริมกำลัง ซึ่งเป็นกระบวนการที่มีการถกเถียงกันอย่างมาก” เบซกล่าว "ผลลัพธ์นี้มีความโดดเด่นเป็นพิเศษเนื่องจากหลักฐานเชิงประจักษ์สำหรับการเสริมแรงนั้นหายากมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลักฐานทางพันธุกรรม" ลิง ฮาวเลอร์ทั้ง 2 สายพันธุ์ที่เป็นศูนย์กลางของการศึกษานี้ แยกจากกันเมื่อประมาณ 3 ล้านปีก่อนและอยู่แยกกันจนกระทั่งไม่นานมานี้ เมื่อพวกมันกลับมาสัมผัสกันอีกครั้ง หรืออาจจะภายใน 10,000 ปีที่ผ่านมา ในช่วงประมาณ 12 ปีที่ผ่านมา - เขตไฮบริดกว้างหลายไมล์ในรัฐทาบาสโกทางตะวันออกเฉียงใต้ของเม็กซิโก ครั้งหนึ่งสปีชีส์เคยถูกกำหนดให้เป็นกลุ่มของบุคคลที่มีการผสมพันธุ์กันจริงๆ หรืออาจเป็นไปได้ว่ามีการสืบพันธุ์แยกออกจากกลุ่มอื่นดังกล่าว แนวคิดของการแยกการสืบพันธุ์เป็นกุญแจสำคัญในคำจำกัดความนั้น และหมายความว่าแม้จะมีการผสมข้ามสายพันธุ์ใดๆ ก็ตาม สปีชีส์ที่แท้จริงยังคงรักษาเอกลักษณ์ของพวกมันเอาไว้ อย่างไรก็ตาม มุมมองสมัยใหม่เกี่ยวกับสิ่งที่เป็นสปีชีส์นั้นไม่จำเป็นต้องแยกการสืบพันธุ์อย่างสมบูรณ์ และมีการพบว่าการผสมข้ามพันธุ์เป็นเรื่องปกติธรรมดาในธรรมชาติ ที่เขตลูกผสมของลิงฮาวเลอร์ในเม็กซิโก ซึ่งคอร์เตส-ออร์ติซแห่ง UM และเพื่อนร่วมงานของเธอทำงานมาประมาณสองทศวรรษ การวิเคราะห์ตัวอย่างดีเอ็นเอได้ยืนยันว่าลิงฮาวเลอร์สีดำและปกคลุมด้วยขนผสมพันธุ์กันและให้กำเนิดลูกผสม ความจริงที่ว่าการผสมพันธุ์เกิดขึ้นระหว่างสองกลุ่มหมายความว่าการแยกตัวแบบสืบพันธุ์นั้นไม่สมบูรณ์ นักชีววิทยาวิวัฒนาการเชื่อว่าแรงกดดันในการคัดเลือกโดยธรรมชาติต่างๆ สามารถช่วยให้กระบวนการนี้สมบูรณ์ได้โดยการเสริมสร้างอุปสรรคในการไหลของยีนระหว่างสองกลุ่ม และผลักดันพวกเขาไปสู่การแยกตัวเพื่อสืบพันธุ์อย่างสมบูรณ์ และเนื่องจากการคัดเลือกโดยธรรมชาติเอื้อประโยชน์ต่อสิ่งมีชีวิตที่ขยายพันธุ์ได้สำเร็จมากกว่าสิ่งมีชีวิตที่ไม่ประสบความสำเร็จ มันจึงมีอคติกับลูกผสม ซึ่งบางครั้งตายก่อนที่จะแพร่พันธุ์หรือไม่สามารถแพร่พันธุ์ได้ การคัดเลือกโดยธรรมชาติพยายามขัดขวางการก่อตัวของลูกผสมที่ "ไม่เหมาะสม" เหล่านี้ วิธีหนึ่งในการทำเช่นนั้นคือค่อยๆ เพิ่มความแตกต่างทางพันธุกรรมระหว่างสิ่งมีชีวิตสองกลุ่ม - ในกรณีนี้คือลิงดำและลิงหอนปกคลุม - เพื่อให้มันยากขึ้นสำหรับพวกมันที่จะผสมพันธุ์และให้กำเนิดลูกผสม ในขณะที่ทำงานเพื่อขัดขวางการก่อตัวของลูกผสมด้วยวิธีนี้ การคัดเลือกโดยธรรมชาติจะเสริมสร้างการแยกตัวของการสืบพันธุ์โดยการเพิ่มความแตกต่างทางพันธุกรรม กระบวนการนี้เรียกว่าการเสริมแรง แม้ว่าแนวคิดดังกล่าวมีมานานกว่าหนึ่งศตวรรษแล้ว แต่หลักฐานเชิงประจักษ์ที่จะสนับสนุนแนวคิดดังกล่าวนั้นหายาก เพื่อทดสอบการเสริมแรง Baiz และเพื่อนร่วมงานของเธอเปรียบเทียบ DNA ของลิงฮาวเลอร์สีดำและปกคลุมด้วยขนที่อาศัยอยู่ในเขตลูกผสมทาบาสโกกับดีเอ็นเอของลิงหอนสีดำและปกคลุมด้วยขนที่อยู่ไกลจากเขตไฮบริด หากการเสริมกำลังทำงานเพื่อขัดขวางการผสมพันธุ์และเพื่อเสริมสร้างการแยกตัวของการสืบพันธุ์ ความแตกต่างทางพันธุกรรมระหว่างสองสายพันธุ์ในเขตผสมควรจะมากกว่าความแตกต่างทางพันธุกรรมระหว่างลิงของสองสายพันธุ์นี้ที่อาศัยอยู่ด้านใดด้านหนึ่งของเขตผสมพันธ์ุ และนั่นคือสิ่งที่ Baiz และเพื่อนร่วมงานของเธอพบเมื่อพวกเขาเปรียบเทียบเครื่องหมายทางพันธุกรรมที่อยู่ที่หรือใกล้กับยีนที่น่าจะเกี่ยวข้องกับการแยกตัวของการสืบพันธุ์ Baiz กล่าวว่า "Speciation เป็นกระบวนการที่ซับซ้อนที่สามารถขับเคลื่อนโดยกลไกทางตรงและทางอ้อมที่มีปฏิสัมพันธ์เพื่อรักษาและเสริมสร้างกระบวนการ และการศึกษานี้เป็นหนึ่งในตัวอย่างทางธรรมชาติไม่กี่แห่งที่บันทึกสิ่งนี้" Baiz กล่าว