概念
異域性是指相鄰的兩個類似的生物群具有不同的分布圈。此兩群之間如果完全能夠交配,則可認為這兩群是同一種內的變異(亞種以下),如不能交配,或即使可能交配,而F1仍為不孕的,則認為屬於不同種。兩者的分布圈位置鄰近,有可能發生自然雜交,稱此為異域性雜交。
特點
同一個物種的許多族群被天然的地理障礙隔絕,如果兩個族群之間不再繁殖後代,所謂“遺傳流中斷”,分散的族群隨著時間而失去了相互繁殖的能力,這樣就有了兩個物種。證據最充分的是距今約20萬年到3萬年在歐洲出現的尼安德特人,有一系列比較完整的化石可能屬於漸進演化的尼安德特人,但又發現尼安德特人的祖先族群在西歐的冰川時期受到隔離。
地理隔離一般形成異域性物種,異域性物種形成有兩種形式:
一種是一個居群在空間上分裂成兩個相互隔離的小居群,每個小居群各自沿著自己的進化路線演變;若在兩者遺傳差異還沒有達到足夠大時地理隔離被撤銷,兩個居群就會重新合為一個居群;當兩者遺傳差異已經足夠大時才撤銷地理隔離,即使它們又重新合在一起,彼此間也很難互相交配產生正常能育的後代。
另一種是由一個或幾個奠基者居群發展成一個或多個小的新群體,新群體生活在原居群分布區的周圍並與原居群相隔離;通常原居群的分布區中央的基因庫內的變異性很強,而在小居群中遺傳變異較弱,這種遺傳變化有利於居群開拓和適應新的生境。地理隔離是十分普遍的,在進化上起著重要的作用,但對一種植物的地理隔離不一定是對另一種植物的隔離。地理隔離不但造成種的分群,也限制了不同種的分布。而且不同的植物分布構成了選擇方向和選擇壓都不相同的生物環境,可見地理隔離影響選擇。
亞種是指具有地理分化特徵的種下類群。它是由於地理上的長期隔離,已具有一定的基因或基因頻率的差異,雜交的成功率較低。亞種一般均為異域性,只是在二個分布區的交界處存在一定的混生區。如飛蝗在中國有三個亞種:東亞飛蝗分布於黃河、淮河和海河流域的中下游地區;亞洲飛蝗分布於蒙新高原地區的低洼地帶;西藏飛蝗分布於西藏。
研究與運用
①作物遠緣雜交的育種可操作性及效果多年來頗有爭議,科學家對物種起源與進化的研究恰恰是指導作物遠緣雜交育種的理論基礎。物種形成理論研究表明生命的共同起源是遠緣雜交的理論基礎,生物多樣性是遠緣雜交的物質基礎。生物種間的繁殖隔離機制是遠緣雜交不親和性障礙的根源所在,而物種形成方式又為克服遠緣雜交的不親和性提供了理論依據。其中異域性物種形成方式下的生殖隔離具有不徹底性,是克服遠緣雜交受精前不親和性的理論根據。同域性物種形成方式中多倍體化的方式對遠緣雜交受精後不親和性的克服具有較強的指導意義。 ②物種形成過程是生物多樣性形成的基礎,長期以來一直是進化生物學的中心議題之一。傳統的異域物種形成理論認為,地理隔離是物種分化的主要決定因子,物種形成只有在種群之間存在地理隔離的情況下才能發生。近年來,隨著種群基因組學的發展和溯祖理論分析方法的完善,種群間存在基因流情況下的物種形成成為進化生物學領域新的研究焦點。基因流存在條件下物種形成的生殖隔離機制是什麼?根據已發表的相關文獻資料,不少研究學者總結了當前物種形成研究中基因流的時間和空間分布模式、基因流對物種分化的影響以及生殖隔離機制形成等問題,指出基因流存在條件下的物種形成可能是自然界普遍發生的一種模式。