To ti kolem nás nikdo nepopřerealita je harmonická a dokonalá. Je jedno, čemu a komu člověk věří, ale kolem sebe vidí nejen krásu a pestrost, ale i harmonický řád, ve kterém není místo pro chaos. Jasná účelnost se zvláště jasně projevuje ve světě živých bytostí. Vše slabé, ošklivé a neschopné reprodukovat zdravé potomstvo je smeteno působením evolučních faktorů, především přírodním výběrem. V neposlední řadě v tom hraje takový biologický proces, jako je reprodukční izolace.
Touto, stejně jako dalšími formami obranných mechanismů, které střeží genofond rostlinných, živočišných a lidských společenstev, se budeme v této práci zabývat.
Přenos dědičných znaků je hlavní vlastností živé hmoty
Reprodukce je nejdůležitější proces, díkykterou je možná samotná existence fenoménu života na Zemi. Bez ohledu na úroveň jeho organizace, od prvoků po savce, dochází k oplození (u rostlin - opylení), vedoucímu ke vzniku životaschopného, plodného potomstva, pouze mezi jedinci patřícími do populace stejného biologického druhu. Je zřejmé, že existují přirozené izolační mechanismy, které řídí kopulaci nebo opylování.
Samozřejmě není vyloučena možnost případů.mezidruhové křížení. Vyskytují se jak v přírodních podmínkách, tak jsou prováděny uměle - lidmi, ale vždy vedou k výskytu buď potomků s oslabenou životaschopností, nebo sterilních hybridů. Stačí si připomenout sterilní muly - potomky získané křížením osla a klisny. Jak je vidět, působí zde určité síly, které lze považovat za některé typy izolačních mechanismů. Pojďme si je blíže definovat.
Klasifikace procesů vedoucích ke stabilitě genofondu populací
V evoluční výuce, která je produktemspolečná vědecká práce takových přírodovědců, jako je Ch. Darwin, AN. Severtsov, G. Spencer, následující rozšířené jevy přispívají ke stabilitě existence biologických druhů: je to geografická, reprodukční a ekologická izolace. Obor biologie - populační genetika, se zabývá studiem změn probíhajících v genofondu společenstev živých organismů. Jsou výsledkem faktorů, jako jsou životní vlny a genový drift.
Roli zakládá výše zmíněný obor biologieochranné faktory zaměřené na zachování konzervatismu karyotypů jedinců v populaci a zabránění mezipopulačnímu křížení. Dále zjistíme, jaké izolační mechanismy se nazývají ekologické a jaký je jejich význam pro udržení konstantního složení genů v populaci.
Úloha podmínek prostředí při zachování genofondu společenstev živých organismů
V důsledku fylogeneze - historický vývojdruh, jeho jedinci, tvoří populace, které žijí v hranicích určitého území, nazývaného oblast. Rostlinné a živočišné organismy interagují s faktory prostředí, stejně jako se společenstvími jiných druhů, které žijí na daném území, to znamená, že zaujímají určitou ekologickou niku. Aby se snížila závažnost konkurence mezi populacemi stejného biologického druhu, existují určité izolační mechanismy, které zajišťují např. rozdílnost požadavků obou skupin na druh potravy. Brouk hrachový tedy tvoří dvě hmyzí společenstva: jedno se živí semeny hrachu, druhé fazolemi.
Vzhledem k tomu, že pícniny rostou v různých zónách, během reprodukčního období se organismy těchto dvou populací vzájemně nekříží.
Načasování reprodukce a jejich význam pro zajištění genetické stability populace
K faktorům, které výrazně komplikují, popřúplné potlačení opylení nebo kopulace mezi organismy stejné systematické kategorie, lze přičíst izolačním mechanismům, které řídí načasování reprodukce jedinců. Například kvetení lipnice luční rostoucí u ústí řek koreluje s dobou, kdy ustává jarní povodeň. Rostliny, které žijí přímo na pobřeží a v období záplav jsou delší dobu pod vodou, kvetou později než jedinci, kteří byli pod vlivem povodně krátkou dobu, případně nezatopili vůbec. Ze zřejmých důvodů neexistuje panmixie (křížové opylení) mezi rostlinami žijícími v různých částech louky, protože jejich pyl dozrává v různých časech. V důsledku toho vzniká několik populací modráska lučního, které se liší reprodukcí.
Evoluční role izolace
Populační genetika potvrdila skutečnost, ženemožnost procesu výměny genů mezi organismy různých ras či společenstev vede k tomu, že v genotypech jedinců se vyskytují zcela odlišné typy mutací a mění se i frekvence výskytu dominantních i recesivních alel. To vede k tomu, že genofondy populací se od sebe stále více liší. Tento rozpor se bude týkat především forem adaptace na abiotické faktory prostředí. Na čem to závisí?
Komplexní působení různých typů izolací
Je založeno na propojenémekologické a reprodukční izolační mechanismy. Biologie, zejména její sekce - evoluční teorie, odhaluje jejich vliv na projevy takového globálního procesu, jako je divergence, tedy divergence znaků a vlastností organismů. Je základem mikroevoluce - procesu vedoucího k vytvoření prvních poddruhů a poté i nových biologických druhů v přírodě.
Jak dochází ke geografické izolaci
V botanice i zoologii platí vědcivážná pozornost faktoru, který snižuje téměř na nulu pravděpodobnost volného křížení mezi jedinci stejného druhu. Říká se tomu geografická izolace. Ukázalo se, že prudká změna terénu je nutně doprovázena výskytem překážek vedoucích ke vzniku zásadních rozdílů v organismech.
Týkají se především načasování zránígamety, čas kopulace nebo opylení. Všechny tyto faktory lze spojit pod jeden termín – reprodukční izolace. K jakým důsledkům pro existenci populace to vede?
Nesoulad znaků
Vědci zjistili, že populace organismůmající zpočátku podobné genomy, postupem času získávají stále více odlišných rysů v důsledku zániku jak jediné potravní základny, tak možnosti volného křížení. Nepřekonatelné fyzické bariéry v podobě kontinentálních zlomů, zvedajících se horských pásem, říčních povodní izolují společenstva jednotlivců od sebe. To je způsob, jakým se divoká zvěř vyvíjí. Níže uvedené příklady ilustrují geografickou izolaci jako důležitý mechanismus speciace. Skupiny vačnatců Austrálie, po jejím oddělení od starověké pevniny Gondwana, mají tedy významné anatomické a fyziologické rozdíly od moderních evropských živočišných druhů, které vznikly po Velkém zalednění.
Charles Darwin o mechanismech speciace
Světově uznávaný tvůrce přírodní teorievýběr, anglický přírodovědec Charles Darwin, identifikoval hybné síly evoluce, vedoucí ke vzniku nových tříd, řádů a rodin živých organismů. Také ve svých spisech vědec popsal geografické a ekologické izolační mechanismy. Příklady jejich projevu čerpal z pozorování učiněných během své slavné cesty kolem světa. Darwin viděl a načrtl různé druhy pěnkav nalezených na Galapágách. Ptáci měli dramatické rozdíly ve tvaru zobáku, velikosti těla a jedli různá jídla.
Při vzájemném křížení jednotlivci zcelaztratili schopnost tvořit plodné potomstvo. Jak se výzkumník domníval, velké vzdálenosti mezi ostrovy a rozdíly v jejich flóře a fauně vedly k vytvoření několika poddruhů, které se pak proměnily v samostatné druhy. Uvažovali jsme ještě o jednom směru evoluce, vedoucí ke vzniku nových biologických druhů, po kterých se pohybuje veškerá aktuálně existující živá příroda. Výše uvedené příklady dokazují důležitou roli prostorových mechanismů, které zabraňují pravděpodobnosti křížení mezi organismy různých populací, což v konečném důsledku vede ke vzniku nových systematických jednotek.
