18 (gene tree vs species tree) Flashcards
gene tree vs. species tree im Kontext zur Hybridisierung
- species tree: jede Abzweigung gepräsentiert eine neue Spezies, ist sehr ungenau was Hybridisierung u. Introgression angeht, Hybrid Origin kann nicht abgeleitet werden
- gene tree: jedes Gen ist ein Baum, Gene können in mehreren Spezies vorkommen, es gibt kleine Unterschiede zwischen den Genen, je größer der Unterschied, desto früher die Trennung; z.B. würde man Introgression nur anhand eines Gene trees sehen
- nur im Fall, dass eine Aufspaltung eines Vorfahr in zwei Nachkommen mit einer Genaufspaltung einhergehen, sehen Gen- und Spezies Baum gleich aus.
- es kann aber zu Phänomenen kommen, wodurch diese sich unterscheiden:
1) das Gen wird nur von einer der neuen Spezies übernommen (Genverlust)
2) das Gen wird dupliziert
3) es findet horizontaler Gentransfer zwischen zwei unterschiedlichen Arten statt (Introgression) - -> gene trees sind also im Kontext der Hybridisierung sehr wichtig
wie sieht ein phylogenetischer Baum aus, wenn Hybridisierung kürzlich oder vor langer Zeit erfolgte?
-in einem phylogenetischen Baum repräsentiert jeder Knoten mit Vorfahren den nächsten gemeinsamen Verwandten dieser Vorfahren.
- Es wird angenommen, dass
der Verwandtschaftgrad zweier Organismen proportional der Ähnlichkeit ihrer DNA- oder Proteinsequenzen ist.
Veränderungen der Sequenzen mit konstanter und kleiner Rate eintreten.
- wie ein Baum bezüglich der Hybridisierung aussieht, ist davon abhängig welcher Spezies Konzept man vertritt
Mallet’s “Darwinian continuum between varieties and species” –> was spricht dafür?
-“Below the level of species, there are welldefined
ecological races, while above the level of species, hybridization still occurs, and
may often lead to introgression and, sometimes, hybrid speciation”
-Darwinsches Kontinuum: Arten sind “nur” besonders differenzierte „Varieties/Variationen“
-Beispiele: Ensatina Ringspezies
Wu’s “genic view of the process of speciation” . Welche Phasen gibt es? Kontext zur Hybridisierung
- zeigt die Stufen der Artbildung auf (in 4 Phasen)
- Stage 1: Populationen mit unterschiedlicher Adaptation/Anpassung, aber repdoduktiv nicht isoliert, es sind nur 3 Loci im Genom unterschiedlich
- Stage 2: gewisser Grad an RI, Populationen könnten jetzt verschmelzen oder divergieren
- Stage 3: Populationen können nicht mehr verschmelzen, aber können immer noch Teile ihres Genomes teilen/austauschen (semipermeable Barriere)
- Stage 4: Spezies mit kompletter RI
- -> während der Stadien erhöht sich die genetische Barriere, der Genfluss nimmt ab –> erhöhter Grad an incompartible genes bishin zur RI
- -> Hybridisierung wäre (nur) in Stage 2 u. 3 möglich
welche Hybridphänomene treten auf, wenn sich 2 Arten treffen, die geringe genetische Distanzen aufweisen?
- Homoploid Hybrid speciation
- Introgressive Hybridization
- Hybrid zones
welche Hybridphänomene treten auf, wenn sich 2 Arten treffen, die große genetische Distanzen aufweisen?
- Genetische Konflikte (sex-specific evolution/sex chromosomes) Haldanes Rule
- Störung der Geschlechtsbestimmung (unisexuality/ sex bias)
- Abweichungen der Meiose
- Gynogenese in Diploiden/Triploiden
- Hybridogenese in Diploiden/Triploiden
- True parthogenenesis
- Meiotic hybridogenesis
- Allopolyploid meiotic taxa
- verschiedene ploidy levels und reproductive Mechanismen treten auf
Zusammenhang von Divergenzzeit und Ploidylevel
Die Divergenz der Eltern von POLYPLOIDEN ist signifikant größer, als die von HOMOPLOIDEN! –> nur weiter entfernte Arten bringen Polyploide Nachkommen hervor
welche wichtigen Spezies Konzepte gibt es?
1) Biologisches Konzept nach Mayr (BSC) –> Spezies sind reproduktiv voneinander isoliert, Nachkommen sind fertil; Problem mit Hybridisierung: alle Hybriden Eltern wären somit keine eigene Spezies gewesen
2) Phylogenetisches Spezies Konzept nach Hennig (PSC) –> Mitglieder haben alle gemeinsamen Vorfahren und definierte Merkmale
3) historisch nach Olmstead: alle Organismen, die miteinander näher verwandt sind, als mit jeinem anderen Organismus außerhalb der Gruppe
Darwin: Zusammenhang zwischen Fertilen Hybriden & Elternverhältnis
Kreuzungen zwischen “Varities” produzieren fertile Hybride; Kreuzungen zwischen “wahren Spezies” produzieren infertile Hybriden
Theorien der Evolution von Vertebraten
1) Evolution aufgrund von Genomduplikation
2) Evolution aufgrund von genomische Interaktion und genomische Plastizität
welche Rolle haben Spezies Konzepte auf Hybridisierung?
Vor dem Erwerb der ersten Eigenschaft gibt es eine Linie, nach Erwerb der letzten Eigenschaft gibt es 2 Linien, dazwischen gibt es eine „Grauzone“ –> was da passiert ist unklar
-Innerhalb der phylogenetischen Periode der „Grauzone“ kann es zu Hybridisierung kommen, also zwischen Start der Divergenz und kompletter reproduktiver Isolation
