基础物种之间的差异以及物种形成机制是

新物种是如何产生的，又有多快发生?康斯坦茨大学的进化生物学家Axel Meyer教授及其团队在回答生物学中的基本问题上迈出了决定性的一步。在对尼加拉瓜的火山口湖中极年轻的丽鱼科鱼进行广泛研究期间收集的大量数据进行评估后，经验证据表明，当许多基因在同一地理区域内时，种群进化为新物种的可能性更大。整个基因组都参与产生物种区分特征。此外，新物种仅在几百年内就会出现。这与迄今建立的理论相矛盾，即物种形成是一个缓慢的过程，并且具有重要生态意义的种间差异具有简单，与所谓的多基因基础上的基因相比，遗传上局部受限制的结构更可能导致新物种的形成。最终，这与达尔文已经提出的问题有关：什么是物种，以及新物种的产生方式和原因?这项大规模的多学科研究的结果已发表在科学杂志上大自然。

哪些基因以及其中有多少基因与物种形成有关?

在遗传学中，新物种出现的问题转化为：导致新物种出现的基因组变化模式是什么?从种群中最初没有差异到繁殖分离物种的完整物种形成，在连续过程中遗传会发生什么?自从他的博士论文以来自1980年代末在美国伯克利的加利福尼亚大学以来，到1990年代末在康斯坦茨大学，Axel Meyer一直在研究以下问题：哪些以及哪些基因或遗传位点(即基因组上的区域)参与适应和新物种的开发。在这里，重点是研究生活在尼加拉瓜的火山口湖中的非常年轻的丽鱼科鱼，通常只有几百代。尽管所有这些鱼类均来自尼加拉瓜两个大湖，马那瓜湖和尼加拉瓜湖中相同的原始种群，但每个火山口湖中都有鱼类种群或什至是几个物种的小型物种群，它们仅生活在各自的湖泊中，具有特定的表型差异，有时在几个湖泊中以非常相似的方式发现，即似乎已经独立发展了好几次。

同一火山口湖中的多种表型

有嘴唇明显的鱼，有的没有嘴唇的鱼，金色和黑白鱼，它们的鱼具有特别细长的体型或某些脆弱或健壮的牙齿形状而与其他鱼不同。这些表型起源于火山口湖，因此在同一地理区域内(同形物种形成)，而没有外部障碍，例如河流或山脉，则通过通过繁殖进行基因交换来限制基因流量而有利于此。因此，这不是异源物种。

正如阿克塞尔·梅耶(Axel Meyer)和他的团队(尤其是安德烈亚斯·考特博士，克劳迪乌斯·克拉托奇维尔博士和亚历山大·纳特博士)所展示的那样，鱼类的嘴唇，颜色，身体和牙齿形状的变化均源于原始种群在分析了每个小湖中总共近500条鱼类的完整基因组之后。因此，这些代表的不是独立产生的新突变，而是对相同原始基因变异的分类和选择性选择，这些变异已在各个湖泊中重新进行了分类。以前，尚不清楚这些物种是否是通过适应新的生态条件而单独进化的新物种。实际上，在表型上各异的湖泊也更喜欢彼此交配。

许多基因有很大的作用

对于帮助发展生物物种概念的恩斯特·梅尔(Ernst Mayr)而言，这表明它本身就是一个物种。但是，基因组测序的新结果表明并非如此。在对超过450个鱼类基因组进行测序，杂交实验和全基因组关联(GWA)后，发现这些种群的基因组中的显着差异(如嘴唇大小和颜色)仅由一个或两个本地决定通过孟德尔遗传的基因组区域非常有限。嘴唇或颜色相同类型的鱼几乎互相繁殖。这些基因没有导致物种之间预期的全基因组遗传差异。相比之下，令人惊讶的是

这意味着基因组中许多位置的许多基因各自对遗传分化贡献很小，其作用有效地累加了整个基因组并导致了新物种的出现。这些年轻物种之间的整个基因组中的突变数量比不代表独特物种的大嘴金鱼或金鱼与黑白条纹鱼的物理上非常不同的多态性高10倍。

因此，许多基因的共同作用对新物种的发展具有更强的作用。Axel说：“这不是我们所期望的。它还与该理论的大部分内容相抵触。根据该理论，对物种的外观产生重大影响的单个基因座(如明显的嘴唇或色泽)应促使新物种更快地发育。”迈耶 而且，这里的所在地特别影响生态和合作伙伴的选择，这尤其令人惊讶。“至少根据整个基因组中平均差异的标准，具有如此明显表型差异的鱼类仍不是不同物种，而是处于物种连续性上的纯多态性(多样性)水平。”

火山口湖构成自然实验

地理环境使火山口湖成为一种自然实验。原始的鱼类种群来自两个较老的邻近湖泊，它们之间没有任何联系。火山口湖的链条已被鱼类种群相互独立地殖民。只有通过模拟才能计算出原始种群的样本何时以及如何进入七个较小的湖泊。

然而，它发生在几百到几千年前的某个地方，在火山口湖中定居的鱼类并不多。因此，如此处所示，新物种的出现比以前所想的要快得多。迈耶相比之下，培养皿的湖泊，所有接种相同的初始遗传的情况，这几代独立发展：“这里有世界上很少有系统，如加拉帕戈斯群岛或火山湖尼加拉瓜，这是一个自然实验进行进化研究。”