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Warum bestimmt das Geschlecht der Elternart die Art eines Hybridnachkommens?

Warum bestimmt das Geschlecht der Elternart die Art eines Hybridnachkommens?


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Ich habe ein wenig über Hybridtiere gelesen und war erstaunt darüber, dass bei einigen Hybriden das Geschlecht der Elternarten die Art der Nachkommen bestimmt. Ein männliches Pferd und ein weiblicher Esel bringen einen Hinny zur Welt, während ein weibliches Pferd und ein männlicher Esel ein Maultier zur Welt bringen.

Das gleiche gilt für Tiger und Löwen, ein männlicher Löwe und eine weibliche Tigerin werden einen Liger zur Welt bringen, während sich ein männlicher Tiger und eine weibliche Löwin paaren, ergibt einen Tiglon

Ich dachte, dass der einzige Unterschied zwischen dem DNA-Code der männlichen und weiblichen Fortpflanzungszelle das X-Y-Chromosom ist, das das Geschlecht bestimmt, und nicht die Unterschiede, die das phänotypische Ergebnis der Nachkommen definieren können. Warum passiert das?


Ich dachte, dass der einzige Unterschied zwischen dem DNA-Code der männlichen und weiblichen Fortpflanzungszelle das X-Y-Chromosom ist, das das Geschlecht bestimmt, und nicht die Unterschiede, die die Art der Nachkommen definieren können. Warum passiert das?

Nun, das ist nicht der einzige Unterschied, es gibt bestimmte Zeichen, die nur von einem der Elternteile übertragen werden.

Zuallererst muss man sich vorstellen, dass die Zygote (die Zelle, die aus der Verschmelzung zweier Gameten entsteht) den Kern der Eizelle und des Spermiums enthält aber nur das Zytoplasma des Eies (oder zumindest zum großen Teil). Eine Sache, die im Zytoplasma vorhanden ist, sind Mithocondrien, die DNA enthalten, die mtDNA genannt wird. mtDNA wird daher (zumindest bei den meisten Arten) nur von der Mutter übertragen. Daher hat ein Maultier mtDNA des Esels, während ein Maultier mtDNA des Pferdes hat.

Darüber hinaus enthält Zytoplasma Transkriptionsfaktoren und verschiedene Proteine, die die spätere Entwicklung der Zygote zu einem Embryo beeinflussen, und diese stammen wiederum von der Mutter.

Eine andere Sache, die sich ändert, ist, dass es bestimmte Gene auf der nuklearen DNA gibt, die nur von einem Elternteil exprimiert werden. Das heißt, Sie haben 2 Kopien dieser Gene, genannt eingeprägte Gene, eine von der Mutter und eine vom Vater, aber nur eine dieser Kopien - die der Mutter oder des Vaters, je nach Gen - wird exprimiert.


Säugetiere können das Geschlecht der Nachkommen "wählen", Studienergebnisse

Eine neue Studie unter der Leitung eines Forschers der Stanford University School of Medicine zeigt, dass Säugetierarten das Geschlecht ihrer Nachkommen "wählen" können, um die Chancen zu übertreffen und zusätzliche Enkelkinder zu produzieren.

Mit der Analyse von 90-jährigen Zuchtaufzeichnungen aus dem Zoo von San Diego konnten die Forscher erstmals beweisen, was eine grundlegende Theorie der Evolutionsbiologie war: dass Säugetiere auf unbekannte physiologische Mechanismen angewiesen sind, um das Geschlechterverhältnis ihrer Nachkommen zu manipulieren Teil einer hochgradig adaptiven Evolutionsstrategie.

„Dies ist einer der Heiligen Gral der modernen Evolutionsbiologie – die Suche nach den Daten, die definitiv zeigen, dass Frauen, wenn sie das Geschlecht ihrer Nachkommen wählen, dies strategisch tun, um mehr Enkelkinder zu produzieren“, sagte Joseph Garner, PhD, außerordentlicher Professor für Vergleichende Medizin und leitender Autor der Studie, veröffentlicht am 10. Juli in PLUS EINS. Die Ergebnisse galten für 198 verschiedene Arten.

Die Wissenschaftler stellten drei Generationen Stammbäume von mehr als 2.300 Tieren zusammen und fanden heraus, dass Großmütter und Großväter strategisch entscheiden konnten, Söhne zur Welt zu bringen, wenn diese Söhne von hoher Qualität wären und sie wiederum mit mehr Enkeln belohnen würden. Es wird angenommen, dass der Prozess weitgehend von den Weibchen kontrolliert wird, sagte Garner.

"Man kann sich das als Frauenpower bei der Arbeit im Tierreich vorstellen", sagte er. „Wir stellen uns bei der Fortpflanzung gerne vor, dass die Männchen um die Weibchen konkurrieren, wobei die Weibchen pflichtbewusst den Gewinner auswählen. Aber in Wirklichkeit haben Weibchen viel mehr investiert als Männchen, und sie treffen sehr strategische Entscheidungen über ihre Fortpflanzung basierend auf der Umgebung. ihren Zustand und die Qualität ihres Partners. Erstaunlicherweise sucht sich das Weibchen irgendwie das Sperma aus, das den Sex produziert, der ihren Interessen am meisten dient: Die Spermien sind wirklich nur Schachfiguren in einem Spiel, das sich über Generationen hinweg entwickelt."

Die Studie baut auf einer klassischen Theorie auf, die erstmals 1973 von den Wissenschaftlern Robert Trivers und Dan Willard, den Begründern der evolutionären Soziobiologie, vorgeschlagen wurde. Sie stellten die herkömmliche Meinung in Frage, dass die Geschlechtsbestimmung bei Säugetieren zufällig ist, wobei Eltern gleichermaßen in ihre Nachkommen investieren, um ein Geschlechterverhältnis von 50 zu 50 in der Population zu erzielen. Stattdessen stellten sie die Hypothese auf, dass Säugetiere egoistische Kreaturen sind, die das Geschlecht ihrer Nachkommen manipulieren, um ihren eigenen Fortpflanzungserfolg zu maximieren. Daher würden Eltern in gutem Zustand, basierend auf Gesundheit, Größe, Dominanz oder anderen Merkmalen, mehr in die Produktion von Söhnen investieren, deren ererbte Stärke und Masse ihnen helfen könnten, auf dem Paarungsmarkt besser zu konkurrieren und ihnen größere Möglichkeiten zu geben, mehr Nachkommen zu produzieren. Umgekehrt würden Mütter in schlechter Verfassung wahrscheinlich auf Nummer sicher gehen und mehr Töchter zeugen, deren Produktivität physiologisch eingeschränkt ist. Andere Hypothesen machen ähnliche Vorhersagen – dass Frauen, die sich Partner mit besonders "guten Genen" (z.

Die Hypothese wurde 1984 in einem bahnbrechenden Natur Papier von T. H. Clutton-Brock von der University of Cambridge, der herausfand, dass dominante Mütter unter wilden Rothirschen deutlich mehr Söhne hervorbrachten als Rehe, die eine untergeordnete Position innerhalb der Herde innehatten.

„Dieses Papier war ein großer Sprung nach vorne und lieferte den ersten Hinweis darauf, dass die Idee bei Säugetieren funktionieren könnte“, sagte Garner. "Aber weil es sich auf Daten von nur zwei Generationen stützte, konnte es nicht zeigen, ob Weibchen, die mehr Söhne produzierten, auch mehr Enkel von diesen Söhnen bekamen." Tatsächlich ist diese Schlüsselvorhersage der Hypothese ungeprüft geblieben, da vollständige Stammbäume von drei Generationen in freier Wildbahn so schwer zu erhalten sind, sagte Garner.

Dennoch konnten Garner und seine Kollegen die Forschung vorantreiben, indem sie drei Generationen von Stammbäumen mehrerer Arten rekonstruierten. Sie wandten sich an den San Diego Zoo und nahmen die Hilfe des Tierpflegers Greg Vicino in Anspruch, um jahrzehntelange Aufzeichnungen von mehr als 38.000 Tieren aus 678 Arten zu durchsuchen. Das Projekt war arbeitsintensiv und erforderte jahrelange Arbeit, um die Ahnentafeln und Zuchtgeschichten der Tiere zu rekonstruieren, sagte Garner.

Am Ende hatten die Forscher einen Pool von 1.627 Großmüttern (weiblichen Großeltern) und 703 Großvätern (männlichen Großeltern), für die sie eine vollständige Aufzeichnung von drei Generationen hatten. Wichtige Säugetiergruppen waren vertreten, darunter Primaten, Fleischfresser wie Löwen, Bären und Wölfe, Paarhufer wie Kühe, Büffel und Hirsche sowie sonderbare Weidetiere wie Pferde und Nashörner.

Sie fanden heraus, dass, wenn Frauen hauptsächlich Söhne zeugten, diese Söhne 2,7-mal mehr Kinder pro Kopf hatten als diejenigen, deren Mütter gleich viele männliche und weibliche Nachkommen hatten.

"Die Frage ist, ob es bei den Weibchen, die mehr Söhne hatten, innerhalb jeder Spezies besser abgeschnitten hat, wenn es darum geht, mehr Enkelkinder pro Kopf zu produzieren? Und die Antwort ist ja", sagte Garner. "Weibchen entscheiden sich dafür und sind sehr machiavellistisch. Sie tun es zu ihrem eigenen Vorteil."

Dasselbe galt für Großväter. Die Forscher zeigten, dass Großväter, wenn Großväter hauptsächlich Söhne produzierten, im Durchschnitt 2,4-mal mehr Kinder pro Kopf hatten. "Ein Großvater, der mehr männliche Nachkommen produziert, hat auch mehr Erfolg. Aber das könnte vollständig vom Weibchen bestimmt werden", sagte Garner.

Er verglich das Paarungsgambit mit einer Art Glücksspiel. „Ich spiele darauf, wie viele Enkel ich zeuge. Wenn ich nur Töchter zeuge, gehe ich auf Nummer sicher – ich werde den Durchschnitt bilden.“

Söhne hingegen sind eine „Wette mit hohem Risiko und hoher Belohnung“. Wenn ein Tier einen fruchtbaren, qualitativ hochwertigen Sohn produziert, hat es faktisch den Jackpot in Bezug auf das Reproduktionspotential geknackt.

„Denken Sie an Löwen“, sagte Garner. „Die meisten männlichen Löwen reproduzieren sich nicht. Es mag 10 oder 15 Weibchen geben, aber nur ein Männchen, das alle zeugt. Das gleiche gilt für Paviane. Es gibt ein Alpha-Männchen Sie haben den genetischen Jackpot geknackt, weil er möglicherweise Dutzende oder Hunderte von Nachkommen produziert. Wenn Sie einen Junggesellen haben, der nie Nachkommen produziert, produziert er null. Männer sind also eine Wette mit hohem Risiko und hoher Auszahlung. Wer würde die Wette annehmen? es sei denn, sie wussten, dass sie es manipulieren könnten?"

Aber wie manipulieren Eltern tatsächlich das Geschlecht ihrer Nachkommen? Garner sagte, der Mechanismus sei nicht wirklich bekannt, obwohl eine Theorie besagt, dass Frauen die "männlichen" und "weiblichen" Spermien kontrollieren können, die unterschiedliche Formen haben, während sie sich durch die Schleimhaut im Fortpflanzungstrakt bewegen, selektiv verlangsamen oder beschleunigen die Spermien, die sie auswählen möchten.

Es gibt einige bemerkenswerte Beispiele für die Manipulation des Geschlechtsverhältnisses in der Insektenwelt, zum Beispiel gelbe Dungfliegen, die sich auf ein ausgeklügeltes Paarungsspiel einlassen, Spermien von verschiedenen Partnern sammeln und dann selektiv die "besten" Spermien für die Umweltbedingungen auswählen (Dung) von jedem Gelege gelegter Eier, sagte er.

Garner sagte, dass es einige Parallelen zwischen den Menschen geben könnte, wobei einige Studien darauf hindeuten, dass sie ihr Geschlechtsverhältnis als Reaktion auf soziale Hinweise anpassen können. In polygamen Gesellschaften hat beispielsweise die ranghöchste Ehefrau viel eher einen Sohn als die rangniedrigere (der Sohn hat die wirtschaftliche Macht in der Familie). Und eine 2013 veröffentlichte Studie mit 400 US-Milliardären ergab, dass sie eher Söhne als Töchter haben – vermutlich, so die Hypothese der Wissenschaftler, weil Söhne dazu neigen, das Vermögen der Familie zu behalten.

Garners persönlicher Favorit ist eine 1988 veröffentlichte Studie. Sie fand heraus, dass Mütter mit einer erblichen Sprachstörung dreimal so viele Söhne wie Töchter hatten, theoretisch, weil ein Sohn mit einer Sprachstörung leichter einen Partner finden würde als ein sprachbehinderter Sohn Tochter, deren Erfolg mehr von Sprache und sozialen Fähigkeiten abhängt, sagte Garner.

Garner sagte, ihre Studie unterstreiche das enorme Forschungspotenzial von Zoodaten. "Die Versuchung könnte groß sein, anzunehmen, dass Daten von Tieren in Gefangenschaft im Zoo inhärente Probleme haben", sagte er. Zum Beispiel unterliegen Zootiere einer kontrollierten Zucht, mit geringeren Möglichkeiten, Partner auszuwählen. Darüber hinaus verlassen sich Weibchen in freier Wildbahn auf Umwelthinweise, um ihnen mitzuteilen, dass sie Söhne oder Töchter zeugen sollen, aber diese Hinweise können bei Tieren in Gefangenschaft irreführend sein, sagte er.

„Man sollte meinen, dass all diese Bedingungen das Ergebnis verbergen würden. Die Tatsache, dass Frauen ihr Geschlechtsverhältnis immer noch manipulieren können, um trotz der Zooumgebung einen Vorteil zu erzielen, macht die Daten noch überzeugender“, sagte Garner. Tatsächlich wirft die Studie die Besorgnis auf, dass Populationen in Gefangenschaft bedroht sein könnten, da der unverhältnismäßige Erfolg bestimmter Individuen bedeutet, dass die genetische Variabilität schneller als erwartet von der Population verloren geht, stellen die Forscher fest. Ein Mangel an genetischer Vielfalt kann durch Inzucht bedingte Gesundheitsprobleme und die allgemeine Anfälligkeit einer Bevölkerung gegenüber Krankheiten und Parasiten begünstigen.

Ein besseres Verständnis der Manipulation des Geschlechtsverhältnisses bei in Gefangenschaft gehaltenen Tieren könnte zu Interventionen führen, die zum Erhalt der Art beitragen würden, schließen sie.


Unterschied zwischen Hybrid und Reinrassig: Reinrassig vs Hybrid

Reinrassig definiert als die Gene, die von einem Gen eines Individuums stammen. Bei reinrassigen Nachkommen erhalten die Gene von zwei homozygoten Eltern. Mit anderen Worten, reinrassig tritt auf, wenn die Nachkommen vieler Generationen die gleichen Merkmale aufweisen. Der Unterschied zwischen Hybrid und Reinrassig wurde im Folgenden kurz beschrieben:

Hybrid definiert da unterschiedliche Gene von beiden Individuen stammen. Bei einer Hybride erhalten die Nachkommen die Gene von zwei heterozygoten Eltern. In einfachen Worten, Hybrid tritt auf, wenn ein Organismus zwei verschiedene Allele für ein einzelnes Merkmal aufweist, der Organismus für ein bestimmtes Merkmal heterozygot ist.

Im einfachsten Sinne sind reinrassige Nachkommen die Nachkommen, die aus der Konjugation genetisch ähnlicher Eltern hervorgehen, während Hybriden die Nachkommen sind, die das Ergebnis der Paarung zweier genetisch unterschiedlicher Eltern sind. Reinrassige besteht also aus zwei (oder vielen) ähnlichen Elementen, während Hybriden durch Ausnutzung von zwei oder mehr ähnlichen, aber nicht ähnlichen Komponenten entstehen. Unterschied zwischen Hybrid und Reinrassig.

Wenn es von Tierzüchtern verwendet wird, deutet der Begriff reinrassig darauf hin, dass ein Tier, dessen Vorfahren alle von derselben Rasse sind, zum Beispiel ein Labrador- oder Boston-Bulle. Im gleichen Kontext deutet der Begriff Hybrid auf eine Kreuzung zwischen zwei Rassen hin.

Unterschied zwischen Hybrid und Reinrassig

Hybrid: Es ist eine Kreuzung zwischen zwei Arten.

Hybride Organismen sind die Nachkommen zweier heterozygoter Eltern.

Reinrassig: Dort stammen Gene aus einem Gen einer Art.

Reinrassige Organismen sind die Nachkommen zweier homozygoter Eltern.

Wissenschaftlich gesprochen

Genetik wird durch Mendelsche Vererbungsgesetze erklärt. Diese besagen, dass es auf einem Chromosomenkörper völlig unterschiedliche Positionen oder Loci gibt, die ein Gen besetzen. Ein Genom drückt einen Charakter aus, den der Organismus haben kann. Jedes Genom hat mehrere Ausdrücke, zum Beispiel völlig unterschiedlich gefärbte Augen. In der einfachsten Form kann ein Gen entweder ein dominantes Gen sein, das als „A“ dargestellt wird und normalerweise exprimiert wird.

Ein rezessives Gen ist eines, das entweder in Gegenwart eines dominanten Gens teilweise oder in Gegenwart eines ähnlichen rezessiven Gens vollständig exprimiert wird, dargestellt durch a Sagen wir, A ist braune Haut für eine Kuh und a is cream und Aa ergeben zusammen eine hellbraune Haut. Wenn sich zwei braune Elternteile mit Aa-Gen-Make-up paaren, sind ihre Nachkommen oft braun mit einem „AA“-Make-up, cremefarben mit einem „aa“-Make-up oder braun mit einem „Aa“-Make-up.

Zygosität ist der Grad der Ähnlichkeit zwischen Allelen für Charaktere und aa oder AA bilden homozygot, während Aa als heterozygot verstanden wird. Züchtung bedeutet, dass der Prozess, bei dem verschiedene positive Eigenschaften oder Eigenschaften in zukünftigen Generationen von Nachkommen durch die Methode der Konjugation und Paarung von Genen durch Manipulation der Mendelschen Gesetze ausgenutzt werden.

Die Idee von Arten sind normalerweise Organismen, die aufgrund ihrer genetischen Ausstattung, die durch eine ähnliche Anzahl von Chromosomen gekennzeichnet ist, ähnliche Merkmale aufweisen. Chromosomen kehren entweder einzeln, haploid oder paarweise wie beim Menschen zurück, eines von jedem diploiden Elternteil oder multiple, die als polyploid verstanden werden. Sobald sich Organismen einer ähnlichen Art paaren, produzieren sie ähnliche Nachkommen wie andere ihrer Art. Das sind reinrassige. Sobald Organismen verschiedener Arten Nachkommen mit einer einzigartigen genetischen Ausstattung produzieren, handelt es sich ebenfalls um Hybriden.

Reinrassige

Reinrassige sind das Ergebnis echter Zucht, wo immer Exemplare gerne brüten. Das Konzept ist, dass der Reinrassige grundlegende Eigenschaften hat, die konsistent, reproduzierbar und vorhersehbar sind. Reinzucht wird automatisch aus einem eingeschränkten genomischen Pool vertrieben. So wie die positiven Eigenschaften jeder Art oder Art durch echte Zucht verewigt werden, so sind sie die unerwünschten Eigenschaften, die ein Ergebnis der Konjugation sind. Der eingeschränkte genomische Pool setzt das reinrassige Produkt einem erheblichen Risiko für eine Vielzahl von nicht vererbbaren Gesundheitsproblemen aus, wo immer die Ästhetik im Vordergrund steht.

Reinrassige Arten Bilder

Hybriden

Ein Hybridorganismus ist einer mit der Abstammung von zwei völlig unterschiedlichen Arten. Innerhalb des Königreichs sind Animalia, Maultiere (Pferd und Esel), Liger (Tiger und Löwe), Yakalos (Yak und Büffel) usw. bekannte Hybriden. Es sind zahlreiche Sorten von Hybriden erhältlich. Die zweite Art sind Hybriden zwischen völlig unterschiedlichen Taxonen, die intraspezifische (zwischen Unterarten), intergenerische (zwischen Gattungen) und interfamiliäre Hybriden umfassen. Der dritte Hybridtyp wird durch selektive Züchtung verursacht, um konsistente faszinierende Eigenschaften wie die Hitzetoleranz bei bestimmten Kuhrassen zu verbessern und zu schaffen.

Hybride Arten Bilder

Abschluss

Somit ist ein reinrassiger Organismus von einer Art, die eine Kombination oder ein Produkt einer einzelnen Spezies oder eines Faktors ist. Ein Hybrid besteht aus zwei oder vielen verschiedenen Dingen.

Hybriden machen sich die positiven Eigenschaften verschiedener Arten oder Taxon zu Nutze, um die Nachkommen oder das Produkt „besser“ als jede einzelne Art zu schaffen.

Selektive Züchtung unter Landwirten, Gärtnern und zahlreichen Fachleuten auf dem Gebiet der Landwirtschaft haben unendliche Jahre damit verbracht, Pflanzen und Tiere herzustellen, die dem Ziel, für das sie geschaffen wurden, besser dienen, von schwarzen Rosensorten bis hin zu Schafen, die die effektivste oder meiste Wolle haben . Die allgemeine Annahme ist, dass eine Hybridsorte wahrscheinlich robuster ist als eine reinrassige, weil sie eine „hybride Kraft“ hat


Isoliermechanismen: Florfliegenlieder

Wenn sich zwei Organismen normalerweise nicht miteinander kreuzen, werden sie als unterschiedliche Arten betrachtet. Aber was sind die Fortpflanzungsbarrieren, die eine Population von einer anderen isolieren? Hören Sie in dieser interaktiven Aktivität die verschiedenen Lieder von drei Florfliegen. Diese Lieder sind ein Beispiel für eine Fortpflanzungsbarriere, die zur Artbildung führen kann. Die Unterschiede zwischen den Liedern bestimmen die Partnerwahl und führen zu einer reproduktiven Isolation zwischen den verschiedenen Populationen. Ebenfalls enthalten ist eine Tabelle, die die verschiedenen Arten von Isoliermechanismen zusammenfasst.

Credits: Florfliegen-Audio-Song: Mit freundlicher Genehmigung von Charles Henry. Florfliegen-Oszillograph: From Evolutionsbiologie, von Douglas Futuyma. Copyright 1998 Sinauer Associates, Inc. Nachdruck mit Genehmigung des Herausgebers.

Ressourcentyp:
Webaktivitäten

Behandelten Themen:
Evolution der Vielfalt

Wenn sie eine Trennung erklären, sagen Paare oft: "Wir haben uns getrennt" oder "Wir haben uns beide auf unterschiedliche Weise verändert". Das ist eine gute Metapher für die Entstehung von Arten: Die Mitglieder einer Population beginnen irgendwie auseinanderzufallen, normalerweise als Folge der geographischen Trennung. Schließlich können sie sich nicht mehr kreuzen und an diesem Punkt hat sich eine neue Art gebildet.

Wenn die beiden Gruppen jedoch weiterhin nahe beieinander leben, ist es wahrscheinlich, dass Paarungsversuche zwischen natürlich unterschiedlichen Mitgliedern der beiden Populationen dazu führen, dass die Arten wieder verschmelzen. Dies wird als "Genfluss" zwischen den beiden Gruppen bezeichnet. Was dies verhindert und das Entstehen und Fortbestehen neuer Arten ermöglicht, sind sogenannte "Isolationsmechanismen". Dies sind entweder Verhaltens- oder strukturelle Unterschiede zwischen den Arten, die eine Paarung unmöglich machen:

Zeitliche oder Habitatisolation tritt auf, wenn verwandte, aber unterschiedliche Arten von Organismen sich zu unterschiedlichen Tageszeiten paaren oder unterschiedliche Lebensräume und Ressourcen nutzen und sich daher selten als potenzielle Partner begegnen. Zum Beispiel brüten östliche gefleckte Skinke im Winter, während westliche gefleckte Skinke im Sommer brüten.

Verschiedene Glühwürmchenarten verwenden unterschiedliche Blinkmuster, um Partner anzuziehen – eine Form der sexuellen Signalisierung. Bei Tieren mit zwei Geschlechtern müssen die potentiellen Partner signalisieren, wenn sie paarungsbereit oder paarungsbereit sind. Wenn die beiden Arten in dieser Hinsicht "blind" sind, kommt es nicht zur Paarung. Dies wird als ethologische oder verhaltensbezogene Isolation bezeichnet. Farben, Lieder und duftende Chemikalien (Pheromone) sind häufige Signale, die Paarungspartner zusammenbringen – oder auseinander halten. Bei Pflanzen ist der äquivalente Isolationsmechanismus die Bestäubung verschiedener Arten durch verschiedene bestäubende Tiere: Einige dieser Bestäuber sind sehr spezifisch für Struktur, Farbe oder Geruch.

Manchmal sind die Fortpflanzungsorgane einer Art aufwendig geformt und können nur mit denen artgleicher Organismen in Kontakt treten. Diese "mechanische Isolation" trennt viele Libellen- und Riffbarschearten.

Inkompatible Gameten teilen einige Arten von Schalentieren, die ihre Spermien und Eier direkt im Wasser ablegen. Auch wenn Spermien und Eier anderer Arten ebenfalls vorhanden sind, können nur die der gleichen Art zueinander gelangen. In einem Fall trägt das Spermium ein bestimmtes Protein, das ein Loch in die Hülle der Eizelle bohrt, und kein anderes Protein wäre dazu in der Lage.

In einigen Fällen ist es für Mitglieder zweier verschiedener Arten möglich, sich zu paaren und Nachkommen zu zeugen. Wenn dies auftritt, stellen "postzygotische" Isolationsmechanismen normalerweise sicher, dass die resultierenden "hybriden" Nachkommen viel weniger kräftig sind als die beiden Elternarten und daher unwahrscheinlich, dass sie sich selbst verewigen. Viele solcher Hybrid-Nachkommen sind völlig steril. Das bekannteste Beispiel dafür ist die Kreuzung von Pferd und Esel, um ein steriles Maultier hervorzubringen.


Wie und warum Tiere Tarnung entwickelt haben

Einfach ausgedrückt entwickeln Arten Tarnung, weil sie einen Überlebensvorteil hat und vielleicht hilft sie ihnen bei der Jagd oder hilft ihnen, nicht gejagt zu werden.

Dies soll jedoch nicht bedeuten, dass es sich um eine bewusste Entscheidung der betreffenden Art handelt. Die Entwicklung der Tarnung erfolgt aufgrund eines zufälligen Ereignisses, das ein neues Genset in eine Population einführt, wobei der Evolutionsprozess bestimmt, ob das neue Genset verbreitet wird oder nicht. Um dies zu verstehen, müssen wir die Evolution verstehen.

Jede Art hat ihre eigene genetische Ausstattung, die als Genotyp bezeichnet wird. Ein Genotyp regelt alle möglichen Gene, die ein Individuum der Art ausmachen können. Die genauen beobachteten Merkmale einer Art können auch von der Umgebung abhängen – wie die Hautfarbe bei Menschen, die der Sonne ausgesetzt sind – aber der mögliche Reaktionsbereich wird immer noch von der Genetik bestimmt.

Damit eine Evolution stattfinden kann, muss sich der Genotyp einer Art ändern. Dies kann auf verschiedene Weise geschehen:

– Mutation. Teile des DNA-Strangs, die von den Eltern an die Nachkommen weitergegeben werden, können mutieren und neue Gene produzieren. Nicht alle Mutationen sind vorteilhaft, tatsächlich hemmen die meisten die Überlebenschancen eher, als dass sie sie verbessern. Statistisch gesehen wird jedoch bei genügender Inzidenz einer Mutation eine auftreten, die zu einem Überlebensvorteil führt. Mutationen treten ständig auf, was bedeutet, dass sich Arten auf diese Weise ständig weiterentwickeln.

– Genfluss. Angenommen, zwei verschiedene Populationen desselben Nagetiers leben in verschiedenen Umgebungen und haben unterschiedliche Merkmale entwickelt, dann wandert eine Population aufgrund von Umweltveränderungen und trifft auf die andere. Die sexuelle Fortpflanzung zwischen den beiden Arten führt dazu, dass Gene zwischen den beiden Populationen fließen, wodurch neue Variationen in der Art entstehen.

– Hybridisierung. Dies ist vergleichbar mit dem Genfluss, außer dass es zwischen zwei verschiedenen Arten auftritt. Zum Beispiel bringt ein Labrador, der sich mit einem Collie paart, einen Hybridnachwuchs hervor, der Eigenschaften von beiden erbt.

Damit sich in einer Art Tarnung entwickeln kann, muss über eine der oben genannten Methoden ein neues Genset für die Pigmentierung der Art ihren Weg in eine Population finden. Verbessert die neue Pigmentierung die Überlebenschancen, wird sie zunächst langsam, aber exponentiell ansteigen, in der gesamten Bevölkerung Einzug halten.

Nehmen wir zum Beispiel an, eine Nagetierart mit schwarzer Pigmentierung lebt in einer savannenartigen Umgebung. Eines der Nagetiere wird mit Flecken auf der Haut geboren. Die Pflaster haben den Nebeneffekt, dass sie sich mit dem Savannengras vermischen. Die Nagetiere werden von einer Vielzahl von Raubtieren gejagt, aber das fleckige Nagetier überlebt bis zur Reife, da seine Geschwister sichtbarere Ziele sind. Das Nagetier hat einen eigenen Wurf. Sechs seiner vierzehn Nachkommen haben fleckige Haut. Diese Nachkommen haben auch höhere Überlebenschancen als die anderen Nagetiere und so überlebt ein überdurchschnittlicher Anteil bis zur Reife. Sie züchten auch.

Bald ist die Hautpigmentierung bei der Mehrheit der Bevölkerung weit verbreitet. Aber das Gen ist immer noch nicht fixiert – die Gene, die die Hautpigmentierung steuern, sind komplex und es gibt eine Reihe von Variationen. Innerhalb der Population der fleckighäutigen Nagetiere haben diejenigen mit eher gestreiften Flecken eine noch bessere Überlebenschance. Bald sind es gestreifte Nagetiere, die am weitesten verbreitet sind. Dieser Prozess wird fortgesetzt, bis das Gen fixiert ist – das heißt, 100 % der Mitglieder einer Population haben das Gen.

Es spielt daher keine Rolle, wie das Gen ursprünglich in die Bevölkerung eingeführt wurde, es sind Statistiken und die Überlebensgesetze, die seine Verbreitung bestimmen. Viele neue Genkonfigurationen haben keinerlei Vorteile und diese evolutionären Sackgassen sterben schnell aus. Es ist einfach das Gesetz des Durchschnitts, das vorschreibt, dass eine neue Genausbreitung schließlich einen evolutionären Vorteil bietet und somit in einer Art endemisch wird.


Fragen zum kritischen Denken

Die Fortpflanzung in sich sexuell fortpflanzenden Organismen tritt auf, wenn zwei Geschlechtszellen oder Gameten verschmelzen. Bei Fischen tritt dies auf, wenn Spermien durch das Wasser schwimmen, um die Eizelle zu finden. In Blumen wird Pollen durch die Luft verteilt und zu einer anderen Blüte transportiert. Erklären Sie, welche evolutionären Anpassungen für die Fortpflanzung beim Menschen auftreten, basierend auf der Tatsache, dass wir Landtiere sind.

Da Menschen an Land lebende Tiere sind, muss das Weibchen eine innere, flüssige Umgebung bieten, in der die Spermien nicht austrocknen und sich bewegen können. So werden die männlichen Spermien direkt in den inneren Fortpflanzungstrakt der Frau abgelagert, wodurch eine isolierte Umgebung entsteht, in der die Spermien überleben und zur Eizelle gelangen können.

Bei der Untersuchung des menschlichen Genoms finden Sie ein Gen, das zu keinem anderen dem Menschen bekannten Organismus homolog ist. Sie kommen zu dem Schluss, dass dieses Gen für die menschliche Spezies einzigartig sein muss und sich nicht aus einem anderen Organismus entwickelt haben kann. Würde diese Entdeckung darauf hindeuten, dass der Mensch nicht mit allen anderen Organismen auf der Erde einen gemeinsamen Vorfahren hat? Erkläre deine Antwort.

Nein. Obwohl alle Organismen von anderen Organismen abstammen, ist es möglich, dass sich im menschlichen Genom oder in jedem Organismus durch Prozesse wie Mutation oder Crossing-over während der Meiose ein neues Gen bildet. Ein solches Gen müsste nicht von einem Vorfahren geerbt worden sein und der Mensch würde wahrscheinlich immer noch viele andere Gene mit anderen Erdorganismen teilen.

Mutationen im Glucose-6-Phosphat-Dehydrogenase (G6PD)-Gen können bei Vererbung eine seltene Anämie verursachen. Homozygote mit dieser Mutation sind jedoch weniger anfällig für Malariainfektionen, eine Krankheit, die in der Vergangenheit die am weitesten verbreitete tödliche Krankheit beim Menschen war. Sagen Sie voraus, wie sich diese Mutation auf die Fitness von Personen auswirken würde, die in Ländern leben, in denen Malaria endemisch ist.

Trotz der Fähigkeit von G6PD, tödliche Anämie zu verursachen, wird die Mutation begünstigt und wird in der Bevölkerung verbleiben, da sie Resistenz gegen Malaria verursacht, eine viel weiter verbreitete Krankheit beim Menschen.

  1. Eine wissenschaftliche Theorie ist eine Hypothese, die getestet werden muss, während Leute oft Theorie verwenden, um eine einfache Vermutung zu bedeuten.
  2. Eine wissenschaftliche Theorie hat viele Teile und Ausnahmen, während die Leute sie oft verwenden, um eine Aussage zu meinen, die eine universelle Regel ist.
  3. Eine wissenschaftliche Theorie ist eine gründlich getestete Sammlung von Erklärungen für eine Reihe von Naturbeobachtungen, während Menschen sie oft verwenden, um eine Vermutung oder Spekulation zu meinen.
  4. Eine wissenschaftliche Theorie ist ein hypothetisches Gedankenexperiment, während die Leute sie oft verwenden, um eine Aussage zu meinen, die in gewisser Weise tatsächlich begründet ist.
  1. Eine Unterscheidung zwischen Arten ermöglicht es Wissenschaftlern, den gemeinsamen Ursprung aller Arten zu verstehen.
  2. Eine gemeinsame Definition von Arten ermöglicht es Wissenschaftlern, sich über alle Aspekte der Evolutionstheorie zu einigen.
  3. Divergenz kann nur auf Artebene auftreten: bei größeren Taxa tritt sie nicht auf. Daher ist es wichtig zu wissen, welche Gruppen unterschiedliche Arten sind.
  4. In der Evolutionsforschung ist die Spezies die Einheit, über die Veränderungen gemessen werden.
  1. Die genetische Variation würde durch chromosomale Inversionen zunehmen und Artbildung wäre durch Autopolyploidie möglich.
  2. Die genetische Variation würde durch chromosomale Inversionen zunehmen und eine Artbildung wäre nicht möglich.
  3. Die genetische Variation würde abnehmen und die Artbildung wäre durch Autopolyploidie möglich.
  4. Die genetische Variation würde abnehmen und eine Artbildung wäre nicht möglich.
  1. Präzygote und postzygote Barrieren ermöglichen die Bildung weniger fitter Hybriden, die die Artbildung verstärken.
  2. Präzygote und postzygote Barrieren verhindern die Vermischung von Arten, so dass kein Genfluss zwischen ihnen stattfindet.
  3. Präzygote und postzygote Barrieren verhindern die Migration der beiden Arten, wodurch sie miteinander in Kontakt bleiben und sich zu kreuzen beginnen.
  4. Präzygote und postzygote Barrieren sind nur bei neu gebildeten Arten vorhanden, was es den Wissenschaftlern ermöglicht, den Zeitpunkt der Divergenz der Arten zu bestimmen.

Eine Blumenpopulation wurde in zwei Unterpopulationen geteilt, als ein neuer Fluss die Ebene, in der sie wuchsen, durchschnitt. Die Anzahl der Kreuzungsereignisse pro Jahr für die beiden Teilpopulationen von Blumen ist in der folgenden Grafik dargestellt. Können Sie 24 Jahre nach ihrer Trennung schlussfolgern, dass die beiden Unterpopulationen von Blumen zu neuen Arten geworden sind? Warum oder warum nicht?

  1. Allopatrische Artbildung ist häufiger, weil sie den Genfluss zwischen den Arten verhindert.
  2. Die allopatrische Artbildung ist häufiger, da sie stärkere präzygote Barrieren beinhaltet.
  3. Sympatrische Artbildung ist häufiger, weil sie den Genfluss zwischen den Arten verhindert.
  4. Sympatrische Artbildung ist häufiger, da sie stärkere präzygote Barrieren beinhaltet.
  1. Die Finken hatten wahrscheinlich einen gemeinsamen Vorfahren, als sie auf die Insel kamen, wiesen jedoch unterschiedliche Merkmale auf. Jede Finkenart besiedelte die Insel dort, wo ihre besonderen Eigenschaften am anpassungsfähigsten waren.
  2. Die Finken entstanden wahrscheinlich als eine Elternart, aber im Laufe der Zeit führten Mutationen dazu, dass sie Fortpflanzungsbarrieren entwickelten und sich in verschiedene Arten trennten. Um die Konkurrenz zu verringern, strahlte die Art dann aus, um verschiedene Inseln zu bewohnen.
  3. Die Finken verbreiteten sich wahrscheinlich von einer Elternart, und die natürliche Selektion auf der Grundlage verschiedener Nahrungsquellen in unterschiedlichen Lebensräumen führte zu adaptiven Veränderungen, die sich in den unterschiedlichen Schnabelformen der verschiedenen Arten zeigten – jede für einen anderen Nahrungstyp geeignet.
  4. Es ist wahrscheinlich, dass eine Reihe von katastrophalen Ereignissen dazu führte, dass eine ursprüngliche Finkenart in die vielen Finkenarten divergierte, die die Inseln bewohnten, als Darwin sie beobachtete. Die verschiedenen Arten strahlten dann auf die verschiedenen Inseln aus und passten sich den unterschiedlichen Bedingungen auf jeder an.
  1. Getrennte Arten können sich nicht kreuzen, daher kommt Hybridreproduktion in der Natur nicht vor
  2. Wenn die Hybridnachkommen fitter sind als die Eltern, würde sich die Fortpflanzung wahrscheinlich zwischen beiden Arten und den Hybriden fortsetzen und schließlich alle Organismen unter den Dach einer Art bringen
  3. Zwei Arten, die sich kürzlich voneinander getrennt haben, können sich miteinander vermehren, wodurch hybride Individuen entstehen, die zu den Arten des gemeinsamen Vorfahren der Eltern gehören.
  4. Wenn zwei Arten dieselbe Nische im selben Gebiet besetzen, können sie entweder konkurrieren oder zusammenarbeiten und sich miteinander vermehren und schließlich zu einer einzigen Art verschmelzen
  1. Beide Modelle ignorieren den Einfluss des Genflusses der Einfachheit halber.
  2. Beide Modelle gelten nur für Inselketten.
  3. Beide Modelle erfordern den Einfluss katastrophaler Ereignisse, die eine schnelle Anpassung und Artbildung auslösen
  4. Beide Modelle entsprechen den Regeln der natürlichen Selektion und den Einflüssen von Genfluss, genetischer Drift und Mutation
  1. If two closely related species continue to produce hybrids, the hybrids will compete with both species, causing them to find new niches which will further their divergence
  2. If two closely related species continue to produce hybrids, they will develop reproductive barriers to prevent production of hybrids, to ensure that they remain separate species.
  3. If two closely related species continue to produce hybrids that are less fit than the parent species, there would be reinforcement of divergence.
  4. If two closely related species continue to produce hybrids they will always converge into a single species

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    • Autoren: Julianne Zedalis, John Eggebrecht
    • Herausgeber/Website: OpenStax
    • Buchtitel: Biologie für AP®-Kurse
    • Erscheinungsdatum: 8. März 2018
    • Ort: Houston, Texas
    • Buch-URL: https://openstax.org/books/biology-ap-courses/pages/1-introduction
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    Hybrid organisms are those born as a result of the combination of the traits of two organisms of distinct varieties, breeds or species through sexual reproduction. Not just plants, but animals also form hybrids in nature. For instance, when a male lion mates with a female tiger, the resulting offspring is a hybrid &ndash a liger.

    Liger, a lion/tiger hybrid bred in captivity (Photo Credit: Ali West /Wikimedia Commons)

    Similarly, take the example of hooded and carrion crows. These are different groups of crows that usually mate within their own group, but sometimes, they mate with each other and hybridize. The offspring of such a union usually possess physical traits of both hooded and carrion crows.

    It&rsquos important to note that not all hybrid organisms, or simply hybrids (or crossbreeds), are intermediates between their parents some hybrids only show hybrid vigor, which means that they can grow taller or shorter, or demonstrate other traits at a different degree of intensity than their parents,


    Why does the sex of the parent species determines the species of a hybrid offspring - Biology

    Einführung: An organism's Darwinian fitness is calculated as the number of offspring it leaves behind that, themselves, survive to reproduce. In evolutionary terms, it is of no consequence if an organism is a fine, fully mature, physical specimen, or the dominant member of the herd, or even that an individual produces a lot of young but none of them survive. In the relay race of evolution, getting as many copies of your genes into the next generation as possible is the only goal. As you might imagine, there are many ways to be reproductively successful. One way is to become the dominant animal in a pack, and to monopolize mating opportunities, but another way is to be submissive and sneaky, mating with others when the dominant animal is not around to stop you. There are no moral judgements. It's just biology. Now imagine that you're an animal faced with the following choice: given limited resources, should you put them all into producing one or a few offspring, and protect them with great ferocity, or should you put a small amount of effort into a much larger number of offspring, and let them each take their chances? Should you measure out your reproductive effort over many seasons, or save it all up for a one-time mating frenzy as soon as you're able? These trade-offs relate to the r/K selection theory of life history strategies.

    A mouse produces a large litter. A whale tends for a single calf.

    r-Auswahl: On one extreme are the species that are highly r-selected. r is for reproduction. Such a species puts only a small investment of resources into each offspring, but produces many such low effort babies. Such species are also generally not very invested in protecting or rearing these young. Often, the eggs are fertilized and then dispersed. The benefit of this strategy is that if resources are limited or unpredictable, you can still produce some young. However, each of these young has a high probability of mortality, and does not benefit from the protection or nurturing of a caring parent or parents. r-selected babies grow rapidly, and tend to be found in less competitive, low quality environments. Although not always the case, r-selection is more common among smaller animals with shorter lifespans and, frequently, non-overlapping generations, such as fish or insects. The young tend to be precocial (rapidly maturing) and develop early independence.

    K-Auswahl: On the other extreme are species that are highly K-selected. K refers to the carrying capacity, and means that the babies are entering a competitive world, in a population at or near its carrying capacity. K-selected reproductive strategies tend towards heavy investment in each offspring, are more common in long-lived organisms, with a longer period of maturation to adulthood, heavy parental care and nurturing, often a period of teaching the young, and with fierce protection of the babies by the parents. K-selected species produce offspring that each have a higher probability of survival to maturity. Although not always the case, K-selection is more common in larger animals, like whales or elephants, with longer lifespans and overlapping generations. The young tend to be altricial (immature, requiring extensive care).

    You can see r- and K-selected strategies clearly by looking at different organisms within a phylogenetic group, such as the mammals. For example, elephants are highly K-selected, whereas mice are much more r-selected. Among the fishes, most, like the salmon, are r-selected. Some species will even inadvertently eat their own young if they are not immediately dispersed, but a few species, such as the cichlids, are K-selected and provide prolonged care and protection of the eggs and hatchlings. Even among humans, there are a range of strategies toward one or the other extreme. In one family, with ten children, for example, there is no way for the parents to put as much time, energy, or resources into all of them as could be done with an only child. But, with humans, it gets complicated by the fact that others, including siblings, grandparents, blood-relatives, and the larger community all play a role in the nurturing and education of children.

    Even plants are capable of r- and K-selected reproductive strategies. Wind pollinated species produce much more pollin that insect pollinated ones, for example, because the pollin has to be carried at random by the wind to a receptive female flower. Eggs too, can be r- or K-selected. The amount of nutrient energy placed in an egg gives it a lesser or greater ability to survive in adverse conditions. One can even compare the reproductive stragies of males and females within a species, when sperm and egg represent different levels of energy investment. Often sperm are resource poor, and produced in large quantities, while eggs are resource rich and produced in smaller numbers. This can lead to differences in behavior between the sexes, often with the result that the female is the choosier sex when it comes to reproduction. This trend is further extended if the female also carries the young (in the case of internal fertilization) or has a greater role in parental care once the babies are born. There are some interesting exceptions that illustrate the rule. Male seahorses are the choosier sex, and they are the ones that incubate the young. In a small fish called the stickleback, the male is also choosier, it is believed, because the female lays her eggs in a nest he constructed and then leaves. The male guards the nest and tends the young for an extended period.

    It should be noted that r- and K-selection are the extremes at both ends of a continuum and that most species fall somewhere inbetween.

    Charakteristisch R K
    Number of offspring hoch niedrig
    Parental care niedrig hoch
    Reproduktive Reife früh late
    Size of offspring klein groß
    Independence at birth früh late
    Ability to learn niedrig hoch
    Lebensdauer kurz lang
    Early mortality hoch niedrig

    Which survivorship curve is most r-selected? Which is most K-selected?

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