하이브리드 사양

Hybrid speciation
시리즈의 일부
진화생물학
Darwin's finches by Gould.jpg
존 굴드의 다윈 핀치
프로세스와 결과
자연사
진화론의 역사
필드 및 응용 프로그램
사회적 영향
두 종은 짝짓기를 하여 부모 종과 짝짓기를 할 수 없는 적합한 잡종을 낳습니다.

잡종 분화는 서로 다른 두 종 사이의 교배로 모종으로부터 생식적으로 격리된 새로운 종으로 이어지는 분화의 한 형태이다.이전에는, 두 종과 그들의 부모 사이의 생식적 고립은 특히 달성하기 어렵다고 생각되었고, 따라서 잡종은 매우 드물다고 여겨졌다.1990년대에 DNA 분석이 더욱 쉬워지면서, 잡종 분화는 특히 [1][2]식물에서 다소 흔한 현상인 것으로 나타났다.식물학 용어로는 잡종(hybrid)[3]을 노호스종이라고 부른다.잡종은 본질적으로 다계통이다.[4]

생태학

하이브리드는 때때로 부모의 혈통보다 지역 환경에 더 적합할 수 있으며, 따라서 자연 선택이 이러한 개인에게 유리할 수 있습니다.나중에 생식 분리가 이루어지면, 다른 종이 생길 수 있다.생식 격리는 유전적, 생태학적,[5] 행동적, 공간적 또는 이들의 조합일 수 있다.

번식 분리가 확립되지 않으면 교잡 개체군은 부모 종 중 하나 또는 둘 다와 결합할 수 있다.이것은 외래 유전자의 부모 집단으로의 유입으로 이어질 것이고, 이것은 침입이라고 불리는 상황입니다.침입은 유전적 변이의 원천이며, 그 자체로 분화를 촉진할 수 있다.침입은 식물과 동물,[6][7] 심지어 [8]인간에서도 흔한 현상이라는 증거가 있는데, 네안데르탈인과 데니소바인의 유전 물질이 아프리카인이 아닌 집단에서 [9][10]면역 유전자의 많은 부분을 담당한다.

생태적 제약

잡종이 지속되려면 어느 부모 종보다 이용 가능한 자원을 더 잘 이용할 수 있어야 합니다. 대부분의 경우, 그것은 경쟁해야 합니다.회색곰과 북극곰은 새끼를 낳을 수 있지만 회색곰과 북극곰의 잡종은 부모보다 생태학적 역할 모두에 적합하지 않을 것이다.잡종이 비옥하기는 하지만, 이러한 미숙한 적응은 영구 [11]개체군의 형성을 방해할 것이다.

마찬가지로, 사자와 호랑이는 역사적으로 그들 범위의 일부에서 중복되었고 이론적으로 야생 잡종을 생산할 수 있다: 수컷 사자와 암컷 호랑이의 교잡종인 라이거와 수컷 호랑이와 암컷 사자의 교잡종인 티곤; 하지만, 지금까지 호랑이와 사자는 [12]포획된 상태에서 교잡종된 것 뿐이다.라이거와 티곤 모두 암컷은 가임성이 있고 수컷은 [12]불임성이 있다.이 잡종들 중 하나는 양쪽 부모로부터 성장을 억제하는 유전자를 가지고 있기 때문에 부모[12] 종보다 작으며 야생에서는 표범과 같은 작은 육식동물들과 경쟁할 수 있습니다.또 다른 잡종인 라이거는 부모보다 더 커지게 된다: 약 1,000파운드(450킬로그램)가 다 자란다.[12]호랑이-사자 잡종은 야생에서 알려져 있지 않고, 두 종의 범위가 더 이상 겹치지 않는다(호랑이는 아프리카에서는 찾아볼 수 없고, 이전에는 아시아에서는 두 종의 분포가 겹쳤지만, 두 종 모두 각각의 역사적 범위 대부분에서 멸종되었고, 현재 아시아 사자는 기르 포레스트 N으로 제한되어 있다).호랑이가 [13]없는 아티날 파크).

상황에 따라서는 하이브리드 집단에 유리할 수 있습니다.말라위 호수의 과거 수위 변동과 같이 [14]일반적으로 분화를 선호하는 상황인 사용 가능한 환경 유형의 빠른 이직이 한 예이다.비슷한 상황은 가까운 친척 종들이 일련의 섬을 차지하고 있는 곳에서 발견될 수 있다.이를 통해 현재의 잡종 개체군은 부모 종과의 직접적인 경쟁을 피하고 잡종 개체군을 [15][5]확립할 시간과 공간을 확보하면서 새로운 빈 서식지로 이동할 수 있다.유전학 역시 때때로 잡종을 선호할 수 있다.케냐의 암보셀리 국립공원에서는 노란 개코원숭이와 아누비스 개코원숭이가 정기적으로 이종 교배를 한다.잡종 수컷은 순종의 사촌들보다 일찍 성숙하여, 시간이 지남에 따라 잡종 개체군이 이 [16]지역의 부모 종 중 하나 또는 모두를 대체할 수 있는 상황을 만든다.

잡종의 유전학

유전학은 동물보다 식물에서 더 가변적이고 유연하며, 아마도 동물에서 더 높은 활동 수준을 반영한다.잡종의 유전자는 반드시 고립을 통해 진화하는 종의 유전자에 비해 안정성이 떨어지기 때문에 잡종이 동물보다 식물에서 더 흔하게 나타나는 이유가 설명된다.많은 농작물들은 이중 또는 삼중 염색체 세트를 가진 잡종이다.여러 세트의 염색체를 갖는 것을 다배체라고 한다.다배체는 보통 여분의 염색체가 태아의 발달을 저해하는 동물에게 치명적이지만 식물에서 [17]종종 발견된다.식물에서 비교적 흔한 잡종 분화는 염색체 수를 두 배로 늘린 후 불임 잡종이 가임될 때 발생한다.

염색체 수의 변화가 없는 교배는 호모플로이드 [1]잡종화라고 불린다.이것은 대부분의 동물 잡종에서 볼 수 있는 상황입니다.잡종이 생존하기 위해서는 두 유기체의 염색체가 매우 유사해야 한다. 즉, 부모 종은 밀접하게 관련되어 있어야 한다. 그렇지 않으면 염색체 배열의 차이가 유사분열 문제를 일으킬 것이다.다배체 교배에서 이 제약은 덜 [citation needed]심각하다.

초수 염색체 수는 불안정할 수 있으며, 이는 잡종의 유전학적 불안정성을 초래할 수 있습니다.유럽산 식용 개구리는 종으로 보이지만 실제로는 풀 개구리와 습지 [18]개구리의 3배 반영구 교배종이다.대부분의 개체군에서 식용 개구리의 개체군은 유지되어야 할 부모종 중 적어도 하나의 존재에 의존하며, 각 개체는 한 부모종과 다른 부모종에서 두 개의 유전자 세트를 필요로 하기 때문이다.또 잡종에서 수컷 성결정 유전자는 풀개구리의 게놈에서만 발견돼 안정성을 [19]더욱 떨어뜨린다.이러한 불안정성은 또한 염색체 수의 급격한 감소로 이어질 수 있으며, 생식 장벽을 만들어 [citation needed]분화를 가능하게 한다.

동물의 교잡 종분화

가까운 헬리코니우스종

호모플로이드 혼성 종별

동물의 잡종 분화는 주로 균질체이다.매우 흔하지는 않다고 생각되지만, 몇몇 동물 종들은 잡종의 결과물인데, 주로 로니세라[20] 식물과 헬리코니우스 나비,[21][22] 그리고 [15]몇몇 물고기, 해양 포유류, 클라이멘 돌고래,[23] 몇몇 [24]새들과 부포테스 두꺼비 같은 곤충들이다.[25]

한 마리는 2017년에 묘사된 다프네 메이저 갈라파고스 섬에서 온 다윈 핀치의 이름 없는 형태이며 1980년대 초에 에스파놀라 섬에서 온 수컷 선인장 핀치와 다프네 [26]메이저에서 온 암컷 중간 땅 핀치에 의해 발견되었을 가능성이 있다.또 다른 것은 거대한 스쿠아로 물리적으로 매우 다른 포마린 스쿠아와 놀라운 유전적 유사성을 가지고 있다; 대부분의 조류학자들은[who?] 현재 스쿠아와 남부 스쿠아 [27]사이의 잡종이라고 추측한다.금관마나킨은 18만 년 전에 눈 덮인 마나킨과 오팔 크라운 [28]마나킨의 교배에 의해 형성되었습니다.

고속 확산 시 다중 하이브리드

급속히 갈라지는 종은 때때로 여러 종의 잡종을 형성하여 말라위 [14]호수에 있는 여러 개의 물리적으로 갈라져 있지만 밀접한 관련이 있는 시클리드 물고기 속처럼 하나의 종 콤플렉스를 일으킨다.오리속(말갈매기와 청둥오리속)은 매우 최근의 발산 역사를 가지고 있으며, 많은 종들이 서로 다른 종이며, 그들 중 상당수는 [29][30]잡종인 것으로 생각된다.잡종이 일반적으로 포유류에서 [15]희귀하게 나타나는 반면, 미국 붉은 늑대는 회색 늑대와 코요테 [31]사이의 카니스 종 복합체의 잡종인 것으로 보입니다.이 결론은 [33]비판받아 왔지만 교배는 종이 풍부한 헬리코니우스 [32]나비로 이어졌을지도 모른다.

플랜트 내 하이브리드

잡종 분화는 독립적인 진화 이력을 가진 두 개의 서로 다른 계통(예: 종)이 접촉하고 이종 교배할 때 발생한다.교배는 잡종 집단이 부모의 혈통으로부터 격리되어 부모 집단과의 분리를 초래할 수 있다.

다배체 하이브리드 사양

1세대 잡종이 생존 가능하지만 불임인 경우, 전체 게놈 복제(복수체)에 의해 생식능력이 회복되어 생식격리 및 복수체 분화가 이루어진다.다배체 분화는 식물에서 흔히 관찰되는데, 그 이유는 식물들이 게놈 복제를 지원할 수 있기 때문이다.전체 게놈 복제의 발생은 부모 집단과 잡종 자손 사이의 생식 분리를 가능하게 하는 접합 후 장벽을 부과하기 때문에 폴리플로이드는 새로운 종으로 여겨진다.폴리플로이드는 단일 단계 돌연변이 또는 3배체 브릿지를 통해 발생할 수 있습니다.단일 단계 돌연변이의 경우, 알로폴리노이드는 서로 다른 계통 사이의 교차에서 감소되지 않은 배우자의 결과물이다.이러한 돌연변이를 통해 생성된 F1 하이브리드는 염색체의 2가 쌍이 실패하여 불임이며, 이는 단일 분할 감수분열로 감소되지 않은 생식체의 생산을 유도하고, 감소되지 않은 이배체(2N) 생식체를 생성한다.삼배체 다리는 모집단의 저주파에서 발생하며 감소하지 않은 생식체가 반수체(1N) 생식체와 결합하여 사배체 [34]형성에 대한 가교 역할을 할 수 있는 삼배체 자손을 생산할 때 생성됩니다.양쪽 경로에서 다배체 하이브리드는 다배체의 차이로 부모로부터 생식적으로 격리된다.폴리포이드는 일반적으로 근친교배 우울증을 덜 경험하고 자기임신이 [34][35]더 높기 때문에 개체군에 남아있을 수 있다.

호모플로이드 혼성 종별

호모플로이드(이배체) 분화는 잡종의 또 다른 결과이지만, 다배체 분화와는 달리 잡종은 게놈 복제에 의해 특징지어지지 않고 다른 메커니즘을 통해 분리되어야 하기 때문에 덜 흔하게 관찰된다.호모플로이드 분화에서 잡종은 이배체를 유지한다.루이지애나 홍채의 이배체 잡종 집단에 대한 연구는 이러한 집단이 교란과 에코톤에 의해 생성된 잡종 구역에서 어떻게 발생하는지 보여준다(앤더슨 1949).이러한 새로운 틈새의 존재는 하이브리드 계통의 지속을 가능하게 한다.예를 들어 확립된 해바라기(Helianthus) 잡종은 경시적 표현형을 나타내며 모종과 [36]분리되는 게놈 분리를 나타낸다.

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