Skip to main content
Login | Suomeksi | På svenska | In English

Selection and gene flow in a stable hybrid zone

Show full item record

Title: Selection and gene flow in a stable hybrid zone
Author(s): Razumov, Vitali
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Biological and Environmental Sciences
Degree program: Master's Programme in Ecology and Evolutionary Biology
Specialisation: Ecology and evolutionary biology
Language: English
Acceptance year: 2022
Abstract:
Ilmastosyklit johtavat muutoksiin lajiston elinympäristön soveltuvuudessa, mikä voi puolestaan johtaa allopatriaan, eli eristykseen, populaatioiden välillä. Geenivirran puute allopatristen populaatioiden välillä saa ne erkaantumaan geneettisten erojen kertyessä. Nämä erot voivat aiheuttaa yhteensopimattomuutta sukuhaarojen välillä niiden kohdatessa uudestaan hybridien alentuneen selviytymis- ja lisääntymiskyvyn vuoksi. Yhteensopimattomat geenit toimivat lisääntymisesteinä ja pitävät sukuhaarat erillään hybrideihin kohdistuvalla valinnalla, geenivirran ja rekombinaation toimiessa vastavoimana valinnalle edistäen risteytymistä. Tällaisia lisääntymisesteitä löytyy useimmiten hybridivyöhykkeistä ja niiden olemassaolo on hyvin osoitettu luonnossa, mutta yksittäisten yhteensopimattomien geenien vaikutus geenivirtaan koko genomin tasolla on edelleen vähän tutkittua. Tässä selvitämme ylläpitääkö valinta kapeaa hybridivyöhykettä kahden nurmiheinäsirkan Pseudochorthippus parallelus alalajin välillä. Kohdistamme analyysimme 0,01 %:n 13 GB genomista, saaden 29,1:n keskiarvo peittävyyden lokusta kohti transkriptomireferenssiä käytettäessä. Havaitsemme hybridivyöhykkeen olevan kapeampi kuin neutraalitilanteessa ilman valintaa, mikä vihjaa valinnan hybridejä vastaan ylläpitävän sitä. Havaitsemme myös, valinnasta huolimatta, merkittävää eristäytymistä etäisyyden mukaan, mikä viittaa geenivirtaan hybridivyöhykkeen läpi. Genomin eriosissa on havaittavissa merkittävää yli- ja alijäämää heterotsygooteissa, vihjaten epäyhtenäiseen valintaan ja geenivirtaan genomissa. Kokonaisuudessaan tuloksemme osoittavat lisääntymisesteiden voivan kehittyä kahden äskettäin erkaantuneen sukuhaaran välille nopeasti geenivirrasta huolimatta.
Climatic cycles lead to changes in habitat suitability, which in turn can lead to allopatry, i.e. isolation, between populations. Lack of gene flow between allopatric populations causes them to diverge through accumulation of genetic differences that can create incompatibilities between lineages upon secondary contact in the form of lowered survivability or reproduction rate in hybrids. Incompatible genes act as reproductive barriers and keep lineages isolated by selection against hybrids, while gene flow and recombination work as a counterforce to selection promoting admixture. Reproductive barriers like these are most often found inside hybrid zones and are well demonstrated in nature, but the isolating effect of individual genetic incompatibilities on genome-wide gene flow is still an open question. Here we test if selection counteracting gene flow maintains a narrow hybrid zone between two subspecies of the meadow grasshopper Pseudochorthippus parallelus. We targeted 0,01 % of the 13 GB genome, recovering a 29,1 mean coverage per locus per individual in targeted regions, when mapping against a transcriptome. We find that, for the nuclear markers, the hybrid zone is narrower than expected under a neutral scenario of no selection, suggesting that it is maintained by selection against hybrids. We also find significant isolation by distance, suggesting gene flow across the hybrid zone despite selection against hybrids. Different parts of the genome show significant excess or deficit of heterozygotes, suggesting that selection and gene flow are heterogeneous throughout the genome. Combined, our results show that reproductive isolation between recently diverged lineages can evolve quickly despite gene flow in neutral and positively selected sites.
Keyword(s): gene flow hybridization hybrid zone secondary contact selection speciation geenivirta hybridisaatio hybridivyöhyke sekundäärikontakti valinta lajiutuminen


Files in this item

Files Size Format View
Razumo_Vitali_thesis_2022.pdf 1.427Mb PDF

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record