이와 같은 논쟁은 자연적으로 발생하는 잡종의 나쁜 평판이 완전히 정당화되지 않을 가능성을 강조한다. 역사적으로 잡종은 종종 부적응 횡단(예:암컷 말과 수컷 당나귀에서 태어난 노새)의 무균 또는 부적합한 자손과 관련이 있습니다. 자연 주의자들은 전통적으로 야생에서 잡종 교배가 무관 한,대부분 희귀 한 막 다른 우연의 일종으로 간주했습니다. 잡종이 생존 할 수 없거나 비옥하거나 일반적이지 않다면 어떻게 진화에 많은 영향을 미칠 수 있습니까? 그러나 게놈 연구가 종의 진화 방식에 대한 새로운 통찰력을 제공함에 따라 생물 학자들은 놀랍게도 종종 잡종이 종을 강화하고 가까운 친척으로부터 유용한 유전자를 취할 수 있도록 돕는 데 중요한 역할을한다는 것을보고 있습니다.
간단히 말해서,부적응적인 쌍이 교배에 대한 전체 이야기를 말하지는 않는다. 그들의 혈통이 갈라지는 동안 유기체 사이에서 일어나는 유전 적 전달은 적응 형질의 출현과 새로운 종의 창조에 손을 댄다. 아놀드에 따르면,새로 출현하는 종들이 잡종 개체군을 통해 유전자를 재 획득하는 것이 일반적 일뿐만 아니라,바이러스,식물,박테리아 또는 동물에 대해 이야기하고 있는지 여부에 관계없이 진화가 진행되는 가장 일반적인 방법 일 것입니다.”
사자와 호랑이와 재규어,오 마이!
가장 최근에 재규어의 진화에 관한 연구에서 하이브리드 화의 시그니처가 나타났습니다. 과학 발전에 지난 달 발표 된 논문에서,7 개국에 걸쳐 기관의 연구자 팀은 표범 속의 다섯 개 구성원의 게놈을 조사,종종”큰 고양이”라고:사자,표범,호랑이,재규어와 눈 표범. 과학자들은 재규어와 표범의 게놈을 처음으로 시퀀싱하고 다른 세 종의 기존 게놈과 비교하여 5 종 모두에서 공유 된 13,000 개 이상의 유전자를 발견했습니다. 이 정보는 약 460 만 년 전에 서로 다른 동물이 공통 조상과 어떻게 갈라졌는지 설명하기 위해 계통 발생 나무(본질적으로 종의 가계도)를 만드는 데 도움이되었습니다.
이 그룹의 리더 중 한 명인 브라질 리오 그란데 두 술 교황청 가톨릭 대학의 생물 학자 및 생태 학자 인 에두아르도 에이지 릭은 지난 15 년 동안 재규어 연구에 전념했습니다. 그와 그의 동료들은 게놈을 매핑으로,그들은 가능성이 기갑 파충류의 식단을 수용하기 위해 진화 동물의 큰 머리와 강한 턱,같은 적응에 대한 책임이 있었다 유전자를 위해 그것을 빗질—재규어가 악어 피부 또는 거북이 껍질을 통해 분쇄 할 수 있도록,예를 들어—대부분의 대형 포유류의 먹이를 전멸 멸종 사건 후.
그러나 이러한 적응 중 일부는 재규어 혈통에서 전혀 유래하지 않았을 수 있습니다. 에이지릭의 팀은 서로 다른 표범 속 종 사이에 많은 교차점이 있다는 증거를 발견했습니다. 한 경우,재규어에서 발견 된 두 개의 유전자는 계통 발생 경로가 갈라진 후에 발생했을 사자와의 과거 하이브리드 화를 지적했습니다. 두 유전자는 시신경 형성에 관여하는 것으로 밝혀졌다;아이지릭은 유전자가 재규어가 필요로하거나 악용 할 수있는 시력 향상을 암호화 추측. 어떤 이유로 든 자연 선택은 사자의 유전자를 선호했는데,이는 재규어가 원래 그 특성에 대해 가지고 있던 유전자를 대신했습니다.
이러한 혼성화는 에이지릭 그룹이 표범의 진화 나무를 묘사한 것이 왜 그토록 주목할 만한지 보여준다. “결론은 이것이 모두 더 복잡해 졌다는 것입니다.”에이지 릭이 말했다. “종들은 결국 분리되지만 사람들이 자주 말하는 것처럼 즉각적이지는 않습니다.”그는 우리가 연구 한 게놈이 역사의 모자이크를 반영했다고 덧붙였다.”
생물종 개념
아이지릭처럼 상세하고 철저하게 분석된 자료를 뒷받침하는 것은 드물지만,잡종화가 종의 발달에 기여한다는 근본적인 아이디어는 결코 새로운 것이 아니다. 생물 학자들은 1930 년대부터 잡종 교배가 식물에서 자주 발생하며(영국에서만 꽃 피는 식물 종의 약 25%에 기록되어 있음)진화에 중요한 역할을한다는 것을 알고 있습니다. 사실,1938 년에 한 쌍의 식물 학자들이 연구에서 보았던 하이브리드 화와 유전자 흐름의 패턴을 설명하기 위해”인트로 틱 하이브리드 화”또는 인트로 게이션을 만들었습니다. 두 종의 구성원을 상상-의 그들을 부르 자 에이 과 비-그 교차 생산 50-50 각 부모로부터 유전자의 동일한 공유와 하이브리드 자손. 그리고 종의 구성원과 번식 다시 건너 그 하이브리드 사진,그들의 자손이 동일한 기능을 수행한다고 가정. 연구는 이 과정이 완전히 새로운 식물 종을 또한 열매를 산출할 수 있었다는 것을 설명했습니다.
그러나 동물 종은 적어도 잠시 동안 더 분리 된 것처럼 보였다. 대부분의 동물 학자들은 다윈의 자연 선택과 유전학의 과학을 결합한 진화 이론의 버전 인 현대 합성의 건축가 중 한 명인 전설적인 생물 학자 에른스트 메이어가 1942 년에 제안한 생물 종의 개념을 지원했습니다. 메이어의 생물 종의 개념은 생식 격리를 기반으로:종은 다른 인구와 번식 할 수 없거나 그렇지 않은 개체군으로 정의되었다. 1970 년대에 그 규칙의 예외가 등장하기 시작했을 때조차도,많은 생물 학자들은 잡종이 너무 희귀하여 동물에서 중요 할 수 없다고 생각했습니다. 하버드 대학의 진화 생물 학자 인 제임스 말렛은”우리는 깜박 거리는 태도를 보였다”고 말했다. 오늘날 그는 그러한 하이브리드 화가진화 역사의 재구성에 영향을 미치지 않거나”이것은 적응 형 진화에 유용하지 않았다-그것은 더 이상 견딜 수 없다.”
이것은 특히 전산 및 게놈 도구가 우리 종에서도 얼마나 많은 인트로그레이 션이 있는지를 증명하는 지금 사실입니다. 2009 년 이후,연구는 약 50,000~60,000 년 전,아프리카에서 확산 일부 현대 인간은 네안데르탈 인과 교배 것으로 나타났다; 그들은 나중에 다른 조상 인간 집단인 데니소바인들에게도 그렇게 하였다. 두 경우 모두 아이들은 다른 현대인과 짝을 지어 그들이 획득 한 유전자를 우리에게 전달했습니다. 현재 연구자들은 일부 개체군이 네안데르탈인에게서 유전자의 1~2%를,데니소반인에게서 유전자의 6%를 물려받았다고 추정하고 있다.
2012 년 말렛과 그의 동료들은 헬리 코니 우스 나비의 두 하이브리드 화 종 사이에 많은 양의 유전자 흐름을 보였다. 다음 해,그들은 한 종의 유전자 중 약 40%가 다른 종에서 왔다고 결정했습니다. 말렛의 팀은 이제 자신의 유전자를 더 교환 나비 종의 또 다른 쌍으로 작업:98%같은 것을,그는 말했다. 게놈의 나머지 2%만이 종을 분리하고”진정한”진화 궤적을 반영하는 정보를 전달합니다. 아노펠레스 속의 말라리아 운반 모기에서 종 선의 유사한 흐림이 이미 발견되었습니다.
물고기와 새에서 늑대와 양에 이르기까지 다른 종류의 유기체들도 그들의 인트로그레이 션을 경험한다. “종 사이의 경계는 이제 이전에 생각했던 것보다 덜 엄격한 것으로 알려져있다”피터 그랜트,그의 동료 프린스턴 생물 학자(그리고 아내)로즈마리 그랜트와 함께,수십 년 동안 갈 스퍼 징 파고스 핀치새의 진화를 연구하고있다,프린스턴 대학의 진화 생물학자는 말했다. “계통 발생 학적 재구성은 순간적으로 발생하고 결코 위반되지 않는 종 사이에 명확한 장벽이있는 것처럼 나무와 같은 패턴을 묘사합니다. 이것은 오해의 소지가있을 수 있습니다.”
아놀드가 동의했다. “그것은 생명의 거미줄이다,”그는 말했다,”오히려 생명의 단순한 분기 나무보다.”그것은 또한 종의 진화 적 관계를 이해하고 올바른 계통 발생을 생성하기 위해 선택된 유전자뿐만 아니라 전체 게놈을 검사하는 것이 그 어느 때보 다 필요하다는 것을 의미합니다. 그리고 심지어는 충분하지 않을 수 있습니다. 말렛은”실제 진화 패턴은 여전히 완전히 회복 할 수 없다”고 말했다.”
불안한 유전자는 스스로를 느끼게합니다
게놈 연구는 유전자의 내적 움직임에 대한 완전한 그림을 만들 수 없습니다. 한 종이 다른 종에서 유전자를 물려받을 때마다 결과는 해롭거나 중립적이거나 적응적일 수 있습니다. 예를 들어 네안데르탈 인으로부터 유전 된 유전자 중 일부는 당뇨병,비만 또는 우울증과 같은 장애에 관여 할 수 있지만 자연 선택은 첫 번째를 제거하는 경향이 있습니다. 중성 인트로그레스 영역은 표류하기 때문에 관찰 가능한 효과 없이 매우 오랜 기간 동안 게놈에 남아 있을 수 있습니다.
그러나 특히 연구자들을 매료시키는 것은 유익한 인트로그레이 션이다. 네안데르탈인과 데니소반의 유전자를 다시 한번 살펴봅시다.이 유전자들은 사람들이 티베트 고원과 같은 혹독한 환경에 적응할 수 있게 해주었고,높은 고도와 낮은 산소 포화도의 해로운 영향으로부터 보호해주었습니다.비국소에서는 뇌졸중,유산 및 기타 건강 위험을 유발할 수 있습니다. 고대 인간과의 교배로 인한 변종은 또한 특정 감염에 면역을 부여하고 유라시아 지방에 피부 및 모발 색소 침착을 더 적합하게 만들었습니다.
말렛의 나비도 특히 모방과 포식자 회피와 관련된 특성을 가진 적응 형 하이브리드 화의 증거를 반영합니다. 연구자들은 대부분의 헬리 코니 우스 종들이 고도로 발산 된 날개 채색과 패터닝을 가지고 있지만,일부는 서로 매우 흡사하다는 것을 관찰했다. 연구자들은이 종들이 독립적으로 이러한 특성에 수렴했다고 믿었지만 부분적으로 만 정확하다는 것이 밝혀졌습니다. 망치와 다른 사람들은 그 사실을 발견했습니다.진보는 또한 책임이 있었다. 이것은 수학적으로 정확한 유형 계층구조인,강력한 타입을 정의합니다. 다시 한번,평행 진화는 모든 것을 설명 할 수 없습니다.
이러한 효과가 발생하기 위해서는 하이브리드 화 속도가 매우 작을 수 있습니다. 말렛의 거의 전적으로 교배 된 나비의 경우,”정상적인 교배 1,000 마리마다 한 마리의 잡종이 교배하는 가끔 물방울은 종 사이의 유전자를 완전히 균질화하기에 충분하다”고 그는 말했다. “꽤 흥미 롭습니다.
이러한 인트로그레이 션의 패턴이 과학 문헌에서 점점 더 우세 해짐에 따라,연구자들은 그들의 진화 적 결과를 밝히기 시작했다. 이것들은 종분화가 종종보다 훨씬 더 점진적인 과정이라는 사실을 뛰어넘습니다. “다양 화,적응 및 적응 진화는 실제로 움직이는 유전자에 의해 꽤 자주 추진되는 것 같다”고 아놀드는 말했다.
에이지릭과 그의 팀이 수행한 연구는 이에 대한 강력한 사례를 만든다. 그들이 분석 한 유전자 내전이 발생했을 때,5 종의 표범속 종 모두의 개체군은 기후 변화로 인해 감소한 것으로 추정됩니다. 인구가 작을수록 유해한 돌연변이가 게놈에 부착 될 확률이 높아집니다. 아마도 다른 종들 사이에서 발견 된 유전자 흐름은 멸종에서 그들을 구출하여 적응 형 돌연변이를 제공하고 해로운 것들을”패치”할 것입니다. 아놀드는”이런 종류의 유전 적 돌연변이를 주입하는 것은 너무 커서 정말 빠른 진화를 일으킬 수있다”고 말했다.
그리고 그 과정은 단일 종에서 진화를 가속화하는 것으로 끝나지 않는다. 적응성 인트로그 레이션은 차례로 적응 방사선에 크게 기여할 수 있으며,한 종이 빠르게 다양한 유형으로 다양 화되어 독립적으로 계속 적응하는 새로운 혈통을 형성합니다. 교과서의 경우는 동 아프리카의 오대호에서 찾을 수 있습니다,시클리드 종의 수백에 따라 수백 곳입니다,폭발적인 버스트에서 다양 물고기의 종류(진화 시간 척도에)공통 조상에서,주로 자신의 환경에서 기후와 지각 변화에 대한 응답. 오늘날 시클리드는 형태,행동 및 생태가 매우 다양합니다.
생물학자들은 진화에 대한 혼성화의 완전한 중요성을 이해하는데 더 많은 세월이 필요할 것이다. 예를 들어,아놀드는 갈의 핀치새와 옐로스톤 국립공원의 늑대들에 대해 수행된 것과 같은 추가 조사를 보고 싶어한다:행동,대사 및 기타 분석은 인트로그레이 션이 얼마나 적응적이고 얼마나 해로운지 또는 중립적인지를 밝혀줄 것이며,적응 인트로그레이 션이 특정 종류의 유전자에만 영향을 미치는지,또는 그것이 더 광범위한 방식으로 작용하는지 여부를 밝혀줄 것이다.
불행히도,환경 보호론자들과 다른 사람들은 위태로운 종의 다양성을 관리하는 데 어려움을 겪었고,만족스러운 답변의 부재는 더 즉각적인 문제를 야기한다. 그들은 종종 잡종이 출현 한 종을 포함하여 확립 된 종에 할 수있는 피해에 대해 야생 잡종 개체군을 보호하는 가치를 평가해야합니다.
하이브리드의 불확실한 보존
적절한 사례: 1950 년대에는 살리나스 밸리의 한 쌍의 캘리포니아 미끼 딜러가 사업을 확장하려고 픽업 트럭에 뛰어 들어 텍사스 중부와 뉴 멕시코로 이륙했습니다. 그들은 금지 된 호랑이 도롱뇽을 가져 왔으며,이는 캘리포니아 원주민 호랑이 도롱뇽의 두 배 이상으로 자랄 수 있습니다. 새로운 종은 지역 어부에게는 좋지만 지역 생태계에는 좋지 않은 것으로 판명되었습니다:도입 된 도롱뇽은 원주민과 교미하여 부모 종을 능가 할 수있는 잡종 품종을 만들었습니다. 곧 캘리포니아 호랑이 도롱뇽은 완전히 전멸 될 위험에 자신을 발견하고,오늘날 위협 종 남아있다.