青海チベット高原が「進化のゆりかご」となったのは、雑種化が原因でしょうか？

青海チベット高原

コンプレックスを持つ

地質構造進化史

豊かな地形

変化する気候条件

種の区別のために

生物多様性の形成

条件を作った

不完全な統計によると

青海チベット高原は

少なくとも1500

12,000種の維管束植物

20%以上の種

この地域特有の

この比率

ヒマラヤ山脈と横断山脈の高地

長い間

「進化のゆりかご」青海チベット高原

それはどのように形成されるのでしょうか?

進化生物学

とエコロジー

共通の関心事である重要な科学的問題

最近、蘭州大学の劉建全教授のチームは、青海・チベット高原の種の形成に関する最新の研究の進歩を体系的に整理し、まとめた。彼らは詳細な証拠を組み合わせて、青海・チベット高原の植物種の形成における交雑の重要な役割を説明し、この分野における将来の研究の方向性に期待を寄せました。

画像出典: 蘭州大学ニュースネットワーク

青海チベット高原における種の形成には、異なる生息地によって引き起こされる地理的隔離と分化選択が重要な原動力であると常に考えられてきましたが、多数の集団ゲノム解析により、青海チベット高原の多くの植物群の種分化プロセスにおいて遺伝子流動が遍在していることが明らかになっています。

これは花粉や種子の散布、あるいは以前に孤立していたグループが再び接触することになった他の要因によるものと考えられます。注目すべきは、青海・チベット高原で調査された多様性の高い種のほぼすべてに、種間雑種個体、さらには雑種群が存在することであり、多くの種が依然として種の分化の途上にあることを示している。頻繁な交雑により、新しい種が形成される機会が生まれます。

雑種分化→新種の形成→生物多様性を生み出す重要なメカニズムであり、交雑後の倍数化により形成される異質倍数性と同質雑種分化の2つの方法がある。

青海・チベット高原の広がりと隆起の歴史。画像出典: 蘭州大学ニュースネットワーク

既存の証拠は、青海・チベット高原の倍数体種が非常に複雑な進化の歴史を持ち、絶滅した「幽霊種」の関与を伴うことが多いことを示唆している。

さらに、2 つの二倍体遺伝子集団が形態的分化を形成できず、独立した系統として進化する場合、それらが形成する倍数性を検出することは困難であることが多いです。これらの要因の存在により、倍数体種が見落とされやすくなります。

異質倍数体種がますます多くの植物群に広く分布していることが判明しているため、研究では、青海チベット高原における種の形成に対する倍数性の寄与が過小評価されている可能性があると推測されています。

青海チベット高原における種の多様性形成の推進要因の可能性

画像出典: 蘭州大学ニュースネットワーク

同質倍数体種分化、つまり染色体数を変えずに交雑によって新しい種が形成されることは、まれであり、起こりそうにないと考えられています。しかし、青海チベット高原では、アルプスマツ、ギャンツェシーバックソーン、ムラサキトウヒ、岷江ヒノキ、中央タイガーヘーゼルなど、少なくとも5種が同質倍数体交雑によって形成されたことが報告されており、これは世界の他の地域で報告されている同質倍数体交雑種の形成例よりも高い数値である。

アルプス松

シーバックソーン

岷江ヒノキ

トウヒ

画像出典: Plant Intelligence

特に、研究チームが初期段階で提案し実証した同質倍数雑種形成の分子遺伝学的普遍モデルでは、生殖隔離形質を制御する少なくとも2つの遺伝子の組み換えのみで新しい雑種を迅速に形成できるため、理論的には同質倍数雑種形成が容易になります。

並行適応分岐と種分化に関与する主要遺伝子を同定する方法

画像出典: 蘭州大学ニュースネットワーク

要約すると、隔離、自然選択、交雑が共同して青海・チベット高原における豊かな種の多様性の形成を促進している可能性がある。

研究チームはまた、この分野における今後の発展の方向性として、種の形成過程における重要な遺伝子を特定するために集団ゲノミクスと分子遺伝学を活用する必要があることを指摘した。

同時に、青海・チベット高原の特定の生息地における異なる種の並行適応分化によって引き起こされる生殖隔離の分子メカニズムについて詳細な研究を行う必要がある。

終わり