שיעור 4

Question 1

התמיינות

Answer 1

• התחום שחוקר מקור של מינים חדשים.
• מינים הם חשובים בביולוגיה בגלל שהם היחידה הבסיסית שמשתמשים בה כדי לדעת מה היה המגוון ומה קורה ברמת האוכלוסיות ורמת האקולוגיה.
• הרבה מהעבודה הקשורה בשמירת הטבע, בחקלאות וברפואה מתמקדת במינים ולכן צריך לדעת כיצד לתאר אותם.

Question 2

מדוע מינים חשובים בביולוגיה?

Answer 2

• מינים הם חשובים בביולוגיה בגלל שהם היחידה הבסיסית שמשתמשים בה כדי לדעת מה היה המגוון ומה קורה ברמת האוכלוסיות ורמת האקולוגיה.
• הרבה מהעבודה הקשורה בשמירת הטבע, בחקלאות וברפואה מתמקדת במינים ולכן צריך לדעת כיצד לתאר אותם.

Question 3

עיקרון המין הביולוגי

Answer 3

• מין מוגדר כקבוצת אוכלוסיות של אורגניזמים שיכולים להתרבות בטבע ולהעמיד צאצאים פוריים, ואין רבייה מוצלחת עם אוכלוסיות אחרות.
• זרימת גנים בין אוכלוסיות שומרת על המין כיחידה גנטית אחת.
  דוגמה: תנאים טבעיים מונעים ממינים שונים לייצר צאצאים פוריים למרות ניסיונות רבייה.
• עקרון המין הביולוגי לא אומר כלום לגבי דימיון מורפולוגי!

Question 4

זרימת גנים

Answer 4

• תנועה או שיתוף של גנים בין אוכלוסיות דרך רבייה.

Question 5

סוגי מחסומים רבייתיים

Answer 5

1. מחסומים פרה זיגוטיים - מחסום רבייה לפני ההפריה. מונע מהפרייה להתרחש (כגון הבדלים בהתנהגות או בעונת הרבייה).
2. מחסומים פוסט זיגוטיים - מחסום רבייה לאחר ההפריה. מונעים מהזיגוטה ההיברידית להתפתח למבוגר חיוני (כגון עקרות או חוסר חיוניות של ההיבריד).

Question 6

מחסומים פרה-זיגוטיים

Answer 6

1. בידוד בית גידול: מינים ממקומות שונים לא נפגשים או שהם נמצאים במקומות שונים באותו בית גידול.
2. בידוד בזמ: מינים מתרבים בזמנים שונים (יום/לילה, עונות שונות).
3. בידוד התנהגותי: התנהגויות חיזור שונות מונעות הכרה של בני זוג פוטנציאליים.
4. בידוד מכני: הבדלים פיזיים מונעים הזדווגות מוצלחת.
5. בידוד גמטי: תאי זרע וביציות אינם מצליחים להתאחד כדי ליצור זיגוטה.

Question 7

מחסומים פוסט-זיגוטיים

Answer 7

1. ירידה בחיוניות ההיבריד: בני כלאיים לא שורדים טוב בסביבתם.
2. ירידה בפוריות ההיבריד: בני כלאיים, כמו פרד, אינם פוריים ולא מסוגלים להעמיד צאצאים.
3. שבר היברידי: בני כלאיים מהדור הראשון פוריים, אך הדורות הבאים אינם שורדים או עקרים.
   דוגמאות למחסומים פוסט-זיגוטיים:
   * פרד: בן כלאיים בין סוס לחמור, לרוב עקר.
   * לייגר: בן כלאיים בין אריה לטיגריס.
   * אורז מטופח: בני כלאיים בין זנים של אורז יכולים להיות פוריים, אך בדורות הבאים מופיעה עקרות.

Question 8

היבריד/בן כלאיים

Answer 8

• צאצא מהכלאה בין שני מינים.
• היברידים הם תוצאה של מחסומים רבייתיים לא שלמים.

Question 9

בידוד בית גידול

Answer 9

• מינים ממקומות שונים לא נפגשים או שהם נמצאים במקומות שונים באותו בית גידול.

Question 10

בידוד בזמן

Answer 10

מינים מתרבים בזמנים שונים (יום/לילה, עונות שונות).

Question 11

בידוד התנהגותי

Answer 11

• התנהגויות חיזור שונות מונעות הכרה של בני זוג פוטנציאליים.

Question 12

בידוד מכני

Answer 12

• הבדלים פיזיים מונעים הזדווגות מוצלחת.

Question 13

בידוד גמטי

Answer 13

• תאי זרע וביציות אינם מצליחים להתאחד כדי ליצור זיגוטה.

Question 14

ירידה בחיוניות ההיבריד

Answer 14

• בני כלאיים לא שורדים טוב בסביבתם.

Question 15

ירידה בפוריות ההיבריד

Answer 15

• בני כלאיים, כמו פרד, אינם פוריים ולא מסוגלים להעמיד צאצאים.

Question 16

שבר היברידי

Answer 16

• בני כלאיים מהדור הראשון פוריים, אך הדורות הבאים אינם שורדים או עקרים.

Question 17

הגבלות של עיקרון המין הביולוגי

Answer 17

• לא ניתן ליישם אותו על פרוקריוטים או מינים שנכחדו. * במקרה של פרוקריוטים, משתמשים בעקביות פנוטיפית ובאחוזי דמיון ב-DNA כדי להבחין בין מינים.

Question 18

עיקרון המין המורפולוגי

Answer 18

• נעשה במאובנים בין היתר.
• אורגניזמים מסווגים לאותו מין אם הם חולקים מאפיינים מורפולוגיים דומים. גישה זו חלה על מינים מיניים וא-מיניים, אך היא מבוססת על קריטריונים סובייקטיביים.

Question 19

דו-צורתיות זוויגית

Answer 19

• כאשר לזכר ולנקבה יש מבנה שונה, אך הם שייכים לאותו המין.

Question 20

יתרונות וחסרונות עיקרון המין המורפולוגי

Answer 20

• יתרון - אפשר ליישם אותו גם על מינים שלא מתרבים בצורה מינית, והוא לא דורש אינפורמציה לגבי זרימת גנים.
• חיסרון - מבוסס על עקרונות סובייקטיביים, וחוקרים שונים יכולים להגיע למסקנות שונות

Question 21

עיקרון המין האקולוגי

Answer 21

• מינים מוגדרים לפי הנישה האקולוגית שלהם ואינטראקציות עם הסביבה
• העיקרון חל גם על מינים מיניים וגם על א-מיניים.

Question 22

זרימת גנים והיברידיזציה

Answer 22

• למרות שהגדרת מין ביולוגי מתבססת על היעדר זרימת גנים בין מינים, ישנם מקרים שבהם מתקיימת זרימת גנים.
• לדוגמה בין דוב גריזלי לדוב קוטב, מה שמוביל ליצירת “היברידים” כמו “דוב גרולר” (grolar bear).

Question 23

התמיינות אלופטרית

Answer 23

• אלופטריה: הפרדה גיאוגרפית שמונעת מפגשים בין אוכלוסיות שונות.
• ההפרדה גיאוגרפית שמונעת זרימת גנים, מה שמוביל להיווצרות מינים נפרדים.
• מינים חדשים נוצרים כתוצאה מאבולוציה באוכלוסיות מבודדות גיאוגרפית.
• לדוגמה, נהר עשוי לחסום חיות קטנות, והן יתחילו להתפתח בנפרד עד כדי כך שהן לא יוכלו להתרבות יחד. תהליך זה גורם להיווצרות מינים חדשים בעקבות מוטציות, ברירה טבעית וסחיפה גנטית.

Question 24

התמיינות סימפטרית

Answer 24

• סימפטריה: מצב בו אין הפרדה גיאוגרפית וכל הפרטים נפגשים באופן חופשי.
• מתרחשת באותו אזור גיאוגרפי ללא מחסום פיזי, לרוב בעקבות הבדלים בתזונה, חיזור, או זמן רבייה.
• תהליך זה עשוי להיגרם על ידי פוליפלואידיה (ריבוי כרומוזומים) או הבדלי בתי גידול.
• לדוגמה, צמח או חיה עשויים להתרבות רק בתוך אוכלוסיות עם שינוי גנטי, מה שיוצר בידוד רבייתי.

Question 25

ספציאציה

Answer 25

יצירת מחסום רבייתי בין אוכלוסיות שבעבר התרבו ביניהן.

Question 26

פוליפלואידיות

Answer 26

• קיום סט נוסף של כרומוזומים, אשר יכול להוביל ליצירת מינים חדשים בדור אחד.
• פוליפלואידיה נפוצה יותר בצמחים מאשר בבעלי חיים.
• צמחים פוליפלואידיים עשויים להתרבות עם עצמם או עם פוליפלואידים אחרים, מה שמבודד אותם גנטית מהאוכלוסייה המקורית.

Question 27

שינוי בבית גידול (התמיינות חופפת מקום)

Answer 27

• אם נישות חדשות מופיעות בסביבה, חלק מהאורגניזמים יכולים להתמקד בה, ולאט לאט יכולים להתפתח הבדלים גנטיים עד שהם הופכים ל-2 מינים.
• דוגמה - זבוב העוזרר וזבוב התפוח: מקרה בו הזבובים נבדלים גנטית לפי סוג הפירות עליהם הם מתרבים. למרות שהזבובים זהים מבחינה חיצונית, הם מעדיפים להתרבות על סוגים שונים של פירות (תפוח או עוזרר), מה שמוביל להיווצרות מינים נפרדים.

Question 28

אזורים היברידיים

Answer 28

• אזורים גיאוגרפיים בהם מינים שונים נפגשים ומתרבים, אך הצאצאים היברידיים הם בעלי שרידות נמוכה יותר בהשוואה למינים ההוריים.
• חוסר החיוניות של בני הכלאיים מונעת את התמזגותם למין אחד.

Question 29

תוצאות אפשריות למפגש מינים באזור היברידי

Answer 29

• תגבור: ההיברידים פחות מותאמים, מה שמוביל לחיזוק המחסומים הרבייתיים.
• מיזוג: זרימת גנים גבוהה מובילה להחלשת המחסומים, והמינים מתמזגים לאחד.
• יציבות: היברידים ממשיכים להתקיים באזור ההיברידי עקב זרימת גנים מהאוכלוסיות ההוריות.

Question 30

בידוד פוריות

Answer 30

• העדר או הגבלה חמורה של זרימת גנים בין אוכלוסיות שנמצאות בקשר זו עם זו.

Question 31

וריאביליות גנטית

Answer 31

• שונות גנטית בין חברי אוכלוסייה או מין.

Question 32

קשר משניֶ

Answer 32

• מפגש באזור אחד של מינים שהיו מבודדים בעבר וצברו הבדלים גנטיים.