Vad för skillnader i genomet gör att olika arter inte kan fortplanta sig med varandr?

En sak som jag funderat på men som jag aldrig fått någon klarhet i, eftersom jag inte vet var jag ska titta, är vad det är som gör att olika arters DNA inte går att korsa för en fruktsam avkomma. Missförstå mig inte nu, jag har flera år av biologi på universitet bakom mig så det är ingen lekskolenivå jag frågar på. Dock är jag ekolog. Genetik har jag verkligen ingen koll på.

Det enklaste och klart tydligaste är förstås att man har olika antal kromosomer. Jag vet visserligen inte vad som händer rent praktiskt och vad som då sätter stopp, men även jag förstår att arter med olika antal kromosomer inte kommer kunna fortplanta sig med varandra alls.

Om vi nu tänker oss allopatrisk artbildning. Det innebär kort sagt att en fysisk barriär har gjort att två delar av en population levt utan genetiskt utbyte mellan grupperna, vilket lett till att deras genom blivit så olika att de inte kan fortplanta sig med varandra. Det är mer på den här nivån jag undrar; på vilket sätt har populationernas genom blivit så olika att de inte kan fortplanta sig med varandra längre?

Det är ju just detta som är en av definitionerna för vad en art faktiskt är, att två individer under normala betingelser skall kunna få en fertil avkomma.
Det du snarare bör fråga dig är inte vad skillnaden i genomet är utan snarare genuttrycket för de respektive två arternas genom, alltså vad deras DNA faktiskt kodar för.

Vi kan säga att denna fysiska barriär gjort att levnadsförhållandena på respektive sida om denna är lite annorlunda. Spontana mutationer kommer att ske på båda sidor om barriären där de mest fördelaktiga mutationerna kvarstår vilket under ett långt tidsspann har gjort att respektive art är mer anpassad att klara av förhållandena på sin sida barriären än den andra.
Dessa mutationer kan vara förändringar i t.ex. enzymer, dessa enzymer skall på ett korrekt sätt interagera med andra processer i kroppen. Om då dessa två arter förökar sig med varandra så kan det leda till att exempelvis detta enzym uttrycks från den ena arten (som har en annan aminosyrasekvens pg.a. andra mutationer och betingelser) än den andra vilket gör att enzymet inte interagerar korrekt med andra processer i t.ex. embryot vilket således leder till att det dör.

Okej, jag uttryckte mig väl för klumpigt. Men jag syftade på uppkomna skillnader i genomet, eftersom jag antagit att det är redan där det sätts käppar i hjulet för interspecifika korsningar. Jag inbillar mig alltså att genomet hos två olika arter är så pass olika att den enas ägg inte kan bli en zygot tillsammans med den andras ägg, om vi håller oss till däggdjur. Detta eftersom de, jag vet inte, "inte matchar" och därmed inte kan korsas till en funktionell zygot. Det kanske låter som att jag svamlar, men det är nog mest för att jag inte är så haj på terminologin inom genetik eller embryologi.

Vad jag tolkar utifrån det du skriver är att problemet snarare sitter i genuttrycket, att den ena förälderns DNA på en viss plats kodar för någonting, medan den andra förälderns DNA på motsvarande plats kodar för något helt annat, och att följden av detta blir att zygoten eller senare stadier blir dysfunktionell. Har jag svamlat bort mig eller har jag fattat rätt? Borde jag läsa en bok istället?

Här i det fetmarkerade har vi något. Det är sådant här jag tänker på tror jag. Aminosyrafrekvens vet jag inte riktigt vad det är, men är det så att olika arter har olika aminosyrafrekvens, även om de har lika många kromosomer? Det kanske låter löjligt, men jag vet verkligen inte.
Kan individer från samma art ha olika aminosyrafrekvens?

Jag kanske borde ställa den här fundamentala frågan:
När uppkommer problemet vid korsningen vanligen?
Vid befruktning?
Hos zygoten?
Hos embryot?
Någon annan gång?

Vill inte kasta mig in i diskussionen men jag kan hjälpa dig svara på detta. Gener kodar för proteiner. Gener har en Start och sedan följer en läsram. I denna ram läses tre nukleotider av samtidigt. Avläsningen sker i ribosomen och är en rätt avancerad process men kort och gott är det så att tre nukleotider har ett korresponderande tRNA. På detta tRNA sitter en aminosyra. Aminosyror är byggstenarna för proteiner. Med andra ord ger en gen sekvens dig en aminosyra sekvens. I eukaryoter byggs alla proteiner av 20(22)st aminosyror. Alla eukaryota organismer använder sig av samma 20st aminosyror för att bilda olika aminosyra sekvenser.

Hoppas du fick svar på din fråga!

Inte frekvens, utan sekvens.
Som sagt så är resultatet av vårat genom ett så kallat genuttryck där olika proteiner bildas genom olika sammansättningar av aminosyror som förklarat ovan.

När problemet uppstår torde helt bero på hur stor korsningen blivit mellan de två individerna, kanske kan den nya individen klara sig genom hela embryostadiet men sedan väl där så är det någon viktig funktion som ej fungerar p.g.a. på grund av att det som uttrycks vid en gen vid det tillfället inte ger en korrekt process eller inte uttrycks alls.

Det grundläggande i hela proceduren är att när en gen translateras (RNA till protein) så kan det proteinet ha välidgt många olika uppgifter, det kanske har som uppgift att katalysera någon reaktion, att syntetisera något, inhibera en annan process och så vidare. För att en organism som vi skall kunna tillväxa och överleva så krävs det att allt fungerar korrekt, vanliga genetiska sjukdomar är ett bra exempel på vad som händer som saker inte fungerar som de ska. Tänk dig då vad som händer om du korsbefruktar mellan två arter, maskineriet går helt enkelt inte ihop. Det går därför inte att svara på vad som exakt är orsaken. Det skulle helt bero på vilka två arter vi pratar om, de två individernas respektive genuppsättning och sedan t.ex. vilka av deras kromatider som sedan bildar det befruktade ägget osv.

Ibland så räcker det ju med en beteendeförändring som t ex hos fågelarter för att man skall dela upp dem i olika arter. P g a ändrat beteende attraheras de inte av varandra och får därför inte avkomma i det naturliga. I fångenskap och laboratorium kan man dock få fertil avkomma. Så då är det beteendegenerna som sätter artgränsen. Vart nu beteendegenerna sitter?

Läste för många år sedan en artikel om någon sorts and som bara på några tiotal år då de levt helt åtskilda hunnit blivit två skilda arter som inte kunde få avkomma dock ej fertil. De delades därför upp i två olika arter. De såg exakt likadana ut, levde i samma miljö, hade samma beteendemönster och attraherades av varandra men kunde inte få fertil avkomma. Orsaken som jag förstod det var en genetisk skada som antagligen kompenserades på nåt sätt inom den ena egna populationen men som gjorde avkomman steril om inte kompensationen kom med från motparten.

Men det här är en intressant fråga som jag vill veta mer om.

stebe2

Förutom de förut nämnda skillnaderna i beteende och antal kromosomer så har olika arter ofta skillnader i spermierna och eggen så att fel sorts spermier tex inte kan passera eggets yttre skal. Dessutom så krävs homologi mellan kromosomerna när rekombination skall ske. Olika djurs gener må vara i stort sätt identiska, men de sitter på olika ställen på kromosomerna och med olika regulativa, okodande bita emellan, alltså matchar sekvenserna helt enkelt inte och rekombination kan inte ske. Ett till problem som är lätt att se är att eftersom generna sitter på olika kromosomer, och gameterna(könscellerna) bara har ett halvt genom var (haploidi) så får den slutgiltiga organismen med största sannolikhet inte en komplett uppsättning gener pga att de två halvorna helt enkelt inte kompletterar varandra. -Masterprogram i Biomedicin.

Det finns exempel på arter som kan para sig med varandra och få avkomma, trots att de har olika antal kromosomer. Finns lite olika hästarter som kan göra det vet jag.
Bortser man från detta faktum, så finns det andra faktorer som också gör att du inte kan para dig med en anka. Den process som sker då spermien penetrerar ägget är inget som sker utav sig själv. För att ett ägg ska ta emot en spermie så krävs det även att det immunologiska också överensstämmer. Rätt sorts receptorer måste sitta på spermien med andra ord. Fel receptorer, ingen access.

Det vet jag just inte - olika arter inom arapapegojornas släkten kan få fertil avkomma. T.o.m arter mellan olika genus (som Ara ararauna och Anodorhynchus hyacinthinus) kan också hybridiseras, men huruvida avkomman är fertil är en annan sak.

Det finns t.o.m hybrider mellan dvärgaror och kilstjärtsparakiter och mellan nymfkakadua och rosenkakadua.
http://img.photobucket.com/albums/09...ybrids/071.jpg
Hybrid mellan Solparakit/Aratinga solstitialis och Blåpannad ara/Diopsittaca nobilis.
http://img98.imageshack.us/img98/5686/hybrids.png
Hybrid mellan Blågul ara/Ara ararauna och Patagonsk parakit/Cyanoliseus patagonus.
http://farm4.static.flickr.com/3060/...4227685d5c.jpg
Hybrid mellan Nymfkakadua/Nymphicus hollandicus och Rosenkakadua/Eolophus roseicapillus.
(De senare är inte ens i samma underfamilj. )

Däremot skulle de nästan aldrig föröka sig i naturen. (Fast det har hänt med hybridfåglar även i det vilda, som här, Eolophus roseicapillus och Cacatua sanguinea: http://zoologica.files.wordpress.com...lla_hybrid.jpg)

Så definitionen av en art är rätt luddig. Rosenkakaduan och nymfkakaduan är ju t.o.m i olika underfamiljer, men kan hybridiseras.

Man ska nog inte lägga för stor vikt vid taxonomin. Underfamiljer och släkten och allt vad de heter är ju bara kategorier som vi sorterar in arterna i för att göra det lite bekvämt för oss. Det finns nämligen inga bestämmelser för hur pass inklusiva ranger ska vara, och så länge de kommer i rätt ordningsföljd är allt tillåtet. Det kan vara så att det råder ranginflation inom just papegojtaxonomin, relativt andra grupper, utan att det för den delen behöver vara särskilt konstigt.