歧化選擇

歧化選擇

歧化選擇是當兩個或更多個具有高適合度的基因型被一個適合度較低的中間基因型分開時發生的。這通常出現存明顯不一致而具有不連續的不同“小片”的環境中。歧化選擇是一種產生和保持多態現象的機制。

歧化選擇的發現源於對生活在非洲西部的黑腹裂籽雀的研究。具有小喙的鳥類食軟小的種子,而擁有較大喙的鳥類食用更大較堅硬的種子。如果一個分布向一個方向偏斜,稱作定向偏斜。例如,當一個種群中某一極端成員更適合生存就會導致分布向這個方向偏斜。

基本介紹

  • 中文名:歧化選擇
  • 外文名:disruptive selection
  • 屬於:自然選擇的一種類型
  • 又稱:離心選擇、分裂選擇、多型選擇
  • 優點之一:增加兩親染色體發生交換的機會
  • 本質:是一種產生和保持多態現象的機制
概念,特點,具體方法,研究與運用,

概念

歧化選擇是自然選擇的一種類型。如果自然群體長期處在同一環境條件下,大多數個體都能很好地適應這種環境,則處於常態分配曲線兩端的個體與近於群體表型均數的個體相比,其適應性較差,在這種情況下,只要存在遺傳變異性,通過選擇群體平均數發生變化。如果自然選擇有利於兩種及以上的表現型,則稱為歧化選擇。

特點

歧化選擇是具有兩個或兩個以上有利的表現型,其中間型為不利的選擇類型。在數量性狀的人工選擇方面,如果連續地把每代中間表現型的個體淘汰,留下兩端的個體進行交配,則隨著世代增加,歧化選擇會引起方差增大並使分布呈現雙峰曲線,最後分布曲線也有可能分離成兩個。
歧化選擇可增加兩親本間基因交換的機會,有利於打破有利性狀和不利性狀間的連鎖,使控制有利性狀的基因發生充分的重組,釋放潛在的變異,獲得較大幅度的超親類型,進而選育成新類型或新品種。
歧化選擇是穩定選擇的對立面:選擇不利於中間個體。雖然這不經常發生,但在自然群體中也能觀察到。最可能的原因是存在某個方面不同的可選擇的棲息地,這使得一個表型在一種棲息地極端有利,另一個在另一種棲息地極端有利。在加拉帕戈斯群島上的地面雀類提供了一個與不同棲息地利用有關的歧化選擇的實例。具有不同喙形狀和大小的鳥在捕獲和剝食不同大小的種子方面更有效。具有小而狹窄喙的鳥吃小而軟的種子更有效,而具有深喙的鳥利用大而硬的種子更有效;這導致中間大小喙的鳥相對於極端的鳥有下降的適合度。預期歧化選擇同時增加遺傳和環境方差,這些效應在實驗中觀察到了。例如,當套用到果蠅幼蟲發育時間上時(Prout,1962),環境方差增加了;當套用到赤擬谷盜的蛹重上時(Halliburton和Gall,1981),遺傳和環境方差都增加了。

具體方法

歧化選擇是指選擇群體中兩極端類型個體進行隨機交配,形成新的群體後再選擇的方法。其具體方法是:將分離群體常態分布中兩端個體選出,進行兩端樣本間個體的隨機交配,形成新的群體。新群體的平均值不變,但遺傳變異幅度增大。此種選擇交配可有力地打破相斥型遺傳,釋放潛在變異,獲得較大幅度的超親類型。Frey(1982)認為此法可將兩極端類型的基因結合在一起,提高后代的適應性和豐產性。

研究與運用

①物種形成是基本的進化過程,也是生物多樣性形成的基礎。自然選擇可以導致新物種的產生。生態物種形成是指以生態為基礎的歧化選擇使不同群體分化產生生殖隔離的物種形成過程。歧化選擇的來源主要包括不同的環境或生態位、不同形式的性選擇,以及群體間的相互作用。生殖隔離的形式多種多樣,我們總結了合子前和合子後隔離的遺傳學機制以及在生態物種形成中起到的作用。控制適應性性狀的基因與導致生殖隔離的基因可以通過基因多效性或連鎖不平衡相互關聯起來。藉助於第二代測序技術,研究者可以對生態物種形成的遺傳學與基因組學基礎進行研究。此外,本文還總結了生態物種形成領域最新的研究進展,包括平行進化的全基因組基礎,以及基因流影響群體分化的理論基礎。通過歸納比較由下至上和由上至下這兩種不同的研究思路,相關研究學者認為這兩種思路的結合可以為生態物種形成基因的篩選提供更有力也更精確的方法。同時,相關研究學者還提出生態物種形成的研究應該基於更好的表型描述以及更完整的基因組信息,研究的物種也應該具有更廣泛的代表性。
②生物群體的變異性是有機體所有類群的一個屬性。在本世紀的二十年代至四十年代,植物進化研究的一個重要的目的是了解種內和群體記憶體在的複雜的變異式樣。近一、二十年來,進化生物學研究工作的一個重要的方面已轉移到生態因素對個體、群體和種在環境和生物兩方面的效應以及這些效應在生態學、分類學和進化中實際的含義上來。種內變異的描述和分類已成為當前最有挑戰性的問題和最值得探索的領域之一。可塑性和耐受性在有花植物中普遍存在。但對大多數種來說,可塑性是有限的:一個具有較大分布區的種的不同地區的群體往往具有不同的基因型,而這些基因型是遺傳和生態兩個因素之間長時期複雜的相互作用的產物。種內變異是生態型性質還是梯度變異性質取決於自然界不同氣候帶或氣候條件之間是急劇過渡還是逐漸過渡。但土壤和生物因素有時也參與宗的分化。群體和種內的變異不一定都有外部形態的變化,而是在多數情況下表現為生理和生化的差異。適應於富含鋁、銅或鋅等重金屬鹽的土壤的小地理宗是由足夠強大的歧化選擇而不是由內在的隔離機制來維持。多態現象,即群體內不同遺傳變異體的頻率變化,可能與自然選擇有關。

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