Aszexuális, szimpatrikus speciáció

Az előadások a következő témára: "Aszexuális, szimpatrikus speciáció"— Előadás másolata:

1 Aszexuális, szimpatrikus speciáció
Adaptív dinamika Aszexuális, szimpatrikus speciáció

2 A fajkeletkezés két típusa
Allopatrikus speciáció A faj egyedeinek térbeli szeparációja vezet a speciációhoz („katasztrófaelmélet”) Szimpatrikus speciáció Azonos helyen lévő egyedekből álló faj válik szét két külön fajra

3 A szimpatrikus speciáció
Régebben nem gondolták lehetségesnek (populációgenetika, ivaros szaporodás) Egyre több a kísérleti evidencia (pl. Chiclid-speciáció a Victoria- és a kameruni Barombi Mbo-tóban)

4 Ökológia és speciáció Konklúzió: olyan elmélet kell, ami magyarázza, nem pedig elveti a szimpatrikus speciációt Ökológiai kép: új faj  üres niche Feltevés: aszexuális organizmusokat vizsgálunk, így a rekombináció és a genetikai részletek érdektelenek

5 Ökológiai gyorstalpaló
Alaptörvény: exponenciális szaporodás Fajok rendszerére: ni: i-dik faj denzitása L: fajok száma r: növekedési ráta Együttélés akkor, ha egy visszacsatolás egyenlővé teszi a növekedési rátákat

6 Fitnesz Fitnesz: a populáció (stacionárius fluktuációkra kiátlagolt) növekedési rátája rögzített paraméterek mellett Gyakoriságfüggés: ha a fitnesz függ attól, hogy melyik populáció milyen létszámban van jelen Inváziós fitnesz: ritka populáció fitnesze

7 Miért létezik egynél több faj?
Az evolúció gyakoriságfüggés nélkül triviális lenne De: nem lesz így túl bonyolult? Azért nem, mert az evolúció kis lépésekben zajlik

8 A folytonossági elv Folytonossági elv: hasonló fenotípusok relatív létszáma csak kis mértékben hat vissza az adaptív tájképre

9 Következmények I. Direkcionális evolúció
Rezidenshez nagyon hasonló mutáns kiszorítja a rezidenst A populáció a fitnesz gradiens irányába evolválódik (lehet szexuális is!) Meglepetés: a gyakoriságfüggés miatt nem feltétlenül maximumba konvergálunk!

10 Következmények II. Szinguláris pont: ahol a fitnesz gradiense eltűnik
Fitnesz függvény minimumában evolúciós szétágazás!

11 Fajkeletkezés Ez az adaptív dinamikai válasz a szimpatrikus fajkeletkezésre Nyilván teljesen általánosan nem lehet leírni a dinamikát, de a fixpont-elemzés végrehajtható

12 Az invázió sztochaszticitása
Inváziós fitneszre jelölés: Időnként mutációk: kis létszámban vannak jelen Ha kihal: olyan, mintha létre sem jött volna Az adott mutáns létrejöttének rátája arányos az inváziós fitnesszel

13 Konvergencia stabilitás I.
Az x’ pont konvergencia stabil, ha a direkcionális evolúció ide vezet Egydimenziós esetben a konvergencia stabilitás feltétele:

14 Konvergencia stabilitás II.
Az első tag: Pozitív: fitnesz minimum esetén Negatív: fitnesz maximum esetén A második tag: gyakoriságfüggés erőssége Lehet, hogy a gradiens negatív annak ellenére, hogy az első tag pozitív!

15 ESS stratégiák Evolúciósan Stabil Stratégia: rezidensként egyetlen mutáns sem tudja megtámadni (fitnesz-függvény maximuma) Azaz: gyakoriságfüggő esetben az ESS- és a konvergencia-stabilitás nem egyenértékű

16 Jó-e ez a kép? Allopatrikus speciáció: intuitív; nem kell hozzá matematika Szimpatrikus speciáció: az adaptív dinamika felől nézve szintén intuitív Kellenek kvantitatív vizsgálatok is: vannak eredmények

17 Köszönöm a figyelmet!