Valintakoe B: Lääketiede ja biotieteet
Miten uusi laji syntyy?
Uusi laji syntyy, kun kahden populaation välinen geenivirta katkeaa ja populaatiot muuttuvat erillään niin paljon, etteivät ne enää pysty lisääntymään keskenään ja tuottamaan lisääntymiskykyisiä jälkeläisiä. Allopatrisessa lajiutumisessa populaatiot erottaa maantieteellinen este. Sympatrisessa lajiutumisessa eristyminen tapahtuu samalla alueella, esimerkiksi kasvien polyploidian kautta.
Biologisen lajikäsitteen mukaan laji on joukko yksilöitä, jotka voivat lisääntyä keskenään ja saada lisääntymiskykyisiä jälkeläisiä. Kun populaatiot eristyvät, niihin kertyy eri mutaatioita, ajautuminen muuttaa niitä sattumanvaraisesti ja luonnonvalinta sopeuttaa ne omiin oloihinsa.
Lisääntymisesteet jaetaan hedelmöitystä edeltäviin ja sen jälkeisiin. Edeltäviä ovat esimerkiksi eri lisääntymisaika, eri soidinkäyttäytyminen tai sukuelinten yhteensopimattomuus. Jälkeisiä ovat risteymän heikko elinkyky tai hedelmättömyys.
Kasveissa uusi laji voi syntyä yhdessä sukupolvessa polyploidian kautta. Jos kromosomisto kahdentuu, syntyy tetraploidi yksilö, jonka risteymä diploidin kanssa on triploidi ja yleensä hedelmätön. Tetraploidit ovat siis heti eristyneitä kantamuodostaan.
Esimerkki
Hevosella on 64 kromosomia ja aasilla 62. Niiden risteymä muuli on terve mutta yleensä hedelmätön. Miksi, ja mitä tämä kertoo lajirajasta?
- Muuli saa toiselta vanhemmalta 32 ja toiselta 31 kromosomia, yhteensä 63.
- Meioosissa vastinkromosomien pitää pariutua. Hevosen ja aasin kromosomit eivät vastaa toisiaan riittävästi, ja parittomasta määrästä yksi jää ilman paria.
- Sukusolujen muodostus häiriintyy, ja muuli on yleensä hedelmätön.
- Hevonen ja aasi ovat eri lajeja, koska niiden jälkeläiset eivät ole lisääntymiskykyisiä, vaikka jälkeläisiä syntyy.
Tyypillinen virhe
Eläimillä uusi laji ei yleensä synny yhden yksilön mutaatiosta, eikä pelkkä ulkonäön ero tee populaatioista eri lajeja. Ratkaiseva on lisääntymisen eristyminen. Eri näköiset koirarodut ovat samaa lajia, koska ne voivat lisääntyä keskenään.
Valintakokeessa B
Evoluutio ja lajiutuminen kuuluvat lukion biologiaan, johon valintakokeen B biologian ja kemian osio perustuu. Aineistossa lajiutumisen vaihe päätellään siitä, onko geenivirta katkennut ja millainen lisääntymiseste on syntynyt.
Missä kurssissa tämä opetetaan
SmartVK:n valintakoe B -kurssin luvussa 18: Kasvibiologia ja lajiutuminen. Katso kurssin sisältö.
Kysymyksiä
Mitä eroa on allopatrisella ja sympatrisella lajiutumisella?
Allopatrisessa lajiutumisessa populaatiot erottaa fyysinen este, kuten meri, vuoristo tai jäätikkö, joten geenivirta katkeaa maantieteellisesti. Sympatrisessa lajiutumisessa populaatiot elävät samalla alueella, mutta eristyvät esimerkiksi eri ravinnon, eri lisääntymisajan tai kasveilla polyploidian vuoksi.
Miksi biologinen lajikäsite ei sovi bakteereille?
Biologinen lajikäsite perustuu suvulliseen lisääntymiseen. Bakteerit lisääntyvät jakautumalla, joten lisääntymiskyky keskenään ei ole mielekäs raja. Lisäksi bakteerit voivat siirtää geenejä toisilleen horisontaalisesti. Bakteerilajit rajataan siksi esimerkiksi DNA-sekvenssien samankaltaisuuden ja ominaisuuksien perusteella.