초록
Sympatric 및 Micro-allopatric speciation은 동물과 식물에서 두 가지 주요 종 분화 모드입니다. 심혈관 종은 새로운 종이 동일한 지리적 영역 내에서 진화 할 때 발생하는 반면, 미세 분열 종종 종은 지리적으로 고립되었지만 인접한 인구에서 새로운 종이 진화 할 때 발생합니다. 이 연구에서 우리는 캐나다 브리티시 컬럼비아의 빙하 호수에 사는 한 쌍의 밀접하게 관련된 3 쌍의 스틱 백 종에서 교향곡 및 미세 유감 종종의 게놈 기초를 조사했습니다. 우리는 전체 게놈 시퀀싱을 사용하여 두 종 사이의 게놈 분기 섬을 식별했습니다. 우리는이 시스템에서 심혈르 또는 미세 유감 학적 종 분화를 지원할 게놈 섬의 발산 섬에 대한 증거를 발견하지 못했습니다. 우리의 결과 생태 학적 발산 또는 강화와 같은 대안적인 종 분화 모드 가이 두 종의 진화를 담당 할 수 있음을 시사한다.
소개
종은 새로운 종이 공통 조상으로부터 진화하는 과정입니다. 종의 종은 여러 가지 모드가 있지만 가장 일반적인 두 가지는 심혈르 및 미세 분리계 종 분화입니다.
심혈관 종은 새로운 종이 같은 지역 내에서 진화 할 때 발생합니다. 이것은 성 선택, 생태 학적 발산 및 유전 적 드리프트를 포함한 다양한 메커니즘을 통해 발생할 수 있습니다. 성적 선택은 특정 특성을 가진 개인이 다른 특성을 가진 개인보다 짝짓기에 더 성공할 때 발생합니다. 이로 인해 인구가 같은 지역에 살더라도 생식 분리의 진화로 이어질 수 있습니다. 생태 학적 발산은 동일한 종의 인구가 다른 환경에 적응할 때 발생합니다. 이로 인해 인구가 가까운 곳에 살더라도 인구 간의 생식 분리의 진화로 이어질 수 있습니다. 유전 적 드리프트는 인구에서 대립 유전자의 빈도가 시간이 지남에 따라 무작위로 변할 때 발생합니다. 이것은 같은 환경에 살더라도 인구 사이의 생식 분리의 진화로 이어질 수 있습니다.
미세 유예 성 종은 새로운 종이 지리적으로 고립되었지만 밀접하게 인접한 인구에서 진화 할 때 발생합니다. 이는 대기소, 분산 및 식민지화를 포함한 다양한 메커니즘을 통해 발생할 수 있습니다. 변이는 인구가 산맥이나 강과 같은 물리적 장벽에 의해 지리적으로 고립 된 두 개 이상의 인구로 나뉘어 질 때 발생합니다. 분산은 한 인구의 개인이 새로운 지역으로 이동하여 새로운 인구를 설립 할 때 발생합니다. 식민지화는 한 인구의 개인이 이전에 무인 상태를 유지 한 새로운 지역을 식민지화 할 때 발생합니다.
이 연구에서 우리는 캐나다 브리티시 컬럼비아의 빙하 호수에 사는 한 쌍의 밀접하게 관련된 3 쌍의 스틱 백 종에서 교향곡 및 미세 유감 종종의 게놈 기초를 조사했습니다. 우리는 전체 게놈 시퀀싱을 사용하여 두 종 사이의 게놈 분기 섬을 식별했습니다. 게놈 분기 섬은 게놈의 나머지 부분보다 두 종 사이의 상당히 더 큰 발산을 나타내는 게놈의 영역이다. 이들 영역은 종종 생식 분리 또는 다른 환경에 대한 적응에 관여하는 유전자와 관련이있다.
재료 및 방법
* * * 연구 종 * * *
Threpine Stickleback (Gasterosteus aculeatus)은 북반구 전역의 담수 및 해양 환경에서 발견되는 작은 물고기입니다. 캐나다 브리티시 컬럼비아에는 빙하 호수에 사는 두 개의 밀접하게 관련된 3 개의 스틱 백 종이 있습니다. 이 종은 Lake Stickleback (G. aculeatus lacustris)과 Benthic Stickleback (G. aculeatus benthophilus)입니다. 스틱 스틱 백 호수는 호수의 원료 구역에 살고 있으며, 저서의 지팡이는 호수의 저서 지대에 산다.
* * * 전체 게놈 시퀀싱 * * *
우리는 20 개의 호수 Stickleback과 20 Benthic Stickleback에서 핀 클립을 수집했습니다. 우리는 핀 클립에서 DNA를 추출하고 40 명의 개체 모두의 게놈을 서열하기 위해 전체 게놈 시퀀싱을 사용했습니다. 우리는 개인 당 약 1 억 개의 판독 값을 생성했으며, 읽기 길이는 150 기본 쌍입니다.
* * * 발산의 게놈 섬의 식별 * * * *
우리는 프로그램 angsd를 사용하여 스틱 클레 백 호수와 저서 스틱 블랙 사이의 게놈 제도를 식별했습니다. Angsd는 우도 기반 접근법을 사용하여 게놈의 나머지 게놈보다 두 종 사이에 상당히 더 큰 발산을 나타내는 게놈 영역을 식별하는 프로그램입니다. 우리는 AngSD에서 기본 설정을 사용했으며 P <0.0001에서 게놈 분기 섬에 대한 유의 임계 값을 설정했습니다.
결과
우리는 Stickleback 호수와 Benthic Stickleback 사이의 게놈 제도가 분기되지 않았다. 이것은 Sympatric 또는 Micro-allopatric speciation 이이 두 종의 진화에 책임이 없음을 시사합니다.
토론
우리의 결과 생태 학적 발산 또는 강화와 같은 대안적인 종 분화 모드는 스틱 클레 백 호수의 진화와 저서 스틱 블랙의 진화를 담당 할 수 있음을 시사합니다. 생태 학적 발산은 동일한 종의 인구가 다른 환경에 적응할 때 발생합니다. 이로 인해 인구가 가까운 곳에 살더라도 인구 간의 생식 분리의 진화로 이어질 수 있습니다. 강화는 두 종 사이의 혼성화가
