W organizmach panmiktycznych (rozmnażających się płciowościeżka) gatunek to zbiór organizmów podobnych w całym kompleksie cech, zdolnych do swobodnego krzyżowania się z tworzeniem płodnego potomstwa. Pojęcie izolacji jest używane w kontekście mikroewolucji lub, jak to się nazywa, specjacji. Izolacja reprodukcyjna rozpoczyna i kończy powstawanie nowego gatunku. Ale nie wszystkie formy tego zjawiska doprowadzą do pojawienia się nowego gatunku, tak jak nie każda izolacja prowadzi do ostatecznego rozrodczego rozdzielenia populacji.
Mechanizmy izolacji w ewolucji in
W obrębie jednego gatunku osobniki istnieją w grupach -populacje. To populacje jako jednostka mikroewolucji służą jako materiał do tworzenia nowych gatunków, odmiennych od pierwotnych. W obrębie gatunku, między populacjami, podczas procesu reprodukcji następuje wymiana materiału genetycznego. Nazywa się to zdolnością reprodukcyjną organizmów. Gdy z jakiegoś powodu ta wymiana między populacjami w ramach jednego gatunku okazuje się ograniczona lub całkowicie niemożliwa, mówią, że nastąpiła izolacja reprodukcyjna. Definicja tego mechanizmu ewolucyjnego sprowadza się do tego, że osobniki z różnych populacji nie mogą wydać potomstwa. Historia pojawienia się nowego gatunku to łańcuch różnych typów izolacji reprodukcyjnej, zastępujących się lub nakładających się na siebie, co sprawia, że podział populacji jest nieodwracalny.
Izolacja reprodukcyjna: klasyfikacja
W klasyfikacji jest kilka pojęćodmiany izolacji populacji. Różne kryteria, traktowane jako główna cecha, wprowadzają trochę zamieszania w ten problem. Przyjmijmy za podstawę, że izolacja reprodukcyjna jako trwałe ograniczenie panmiksii (swobodne krzyżowanie) jest ostatnim etapem, który kończy specjację. Znani biolodzy ewolucyjni FG Dobrzhansky (1900-1975) i E. Mayr (1904-2005) byli zwolennikami tego poglądu na izolację gatunkową. Mechanizmy izolacji reprodukcyjnej przy takim podejściu zostaną podzielone na trzy grupy:
- separacja przestrzenna (geograficzna);
- izolacja ekologiczna (mechanizmy środowiskowe);
- sam mechanizm rozrodczy, w tympre-populacja (przed uformowaniem się zygoty) i post-populacja (następuje kopulacja, ale jajo albo nie zapłodnia, albo obumiera, albo hybrydy są sterylne) bariery.
Z dowolnym mechanizmem osiągane jest ograniczeniepanmixia: całkowita lub częściowa. Pokrótce w każdej grupie rozważymy formy izolacji reprodukcyjnej. Ilustrujące je przykłady pomogą ci zrozumieć istotę takiej czy innej formy.
Przestrzenne mechanizmy izolacji populacji
Mechanizm izolacji wiąże się z różnymi zmianamikrajobraz (pojawienie się przeszkody w postaci pasm górskich lub rzek) lub gdy gatunek osiedla się na rozległych terytoriach. Izolacja reprodukcyjna ma miejsce, gdy przepływ genów jest zakłócony między oddzielonymi populacjami. Najbardziej znanym przykładem takiego zjawiska wraz z powstawaniem nowych gatunków może być wyspowy gatunek powoju na Wyspach Galapagos, który stał się jednym z przykładów dla pracy Karola Darwina „O powstawaniu gatunków przez dobór naturalny”. Albo przykład niebieskiej sroki, której jedna populacja mieszka w Chinach, a druga w Hiszpanii.
Mechanizmy izolacji środowiskowej
Przyczyny tego typu izolacji reprodukcyjnejzwiązane z różnicą w warunkach rozmnażania populacji tego samego gatunku, żyjących symetrycznie, to znaczy na tym samym terytorium. Na przykład sezon lęgowy i kwitnienia nie są takie same. Na wybrzeżu Kalifornii występują symetrycznie dwa rodzaje sosen: jeden gatunek opada w lutym, a drugi w kwietniu. Sezonowa izolacja ekologiczna stała się dla nich reprodukcyjna. Przykładem izolacji reprodukcyjnej, ale wynikającej z różnych baz pokarmowych, są trzy gatunki fok antarktycznych wywodzące się od tego samego filogenetycznego przodka. Foka Weddela żywi się tylko rybami, lampart na pingwinach i fokach, a foka Ross na głowonogach.
Prepopulacyjne formy izolacji reprodukcyjnej
Izolacja mechaniczna - nieskutecznakojarzenie spowodowane inną budową narządów rozrodczych lub kopulacyjnych. Na przykład różne rodzaje szałwii mają różne kształty kwiatów i są zapylane przez inne pszczoły. Ta sama korelacja dotyczy storczyków i kolibrów. Międzygatunkowe krycie muszek owocowych prowadzi do zranienia lub nawet śmierci partnera.
Izolacja etologiczna - brak krycia ze względu naróżnice w zachowaniach seksualnych (w zalotach, śpiewie, tańcu, świeceniu lub różnicy w feromonach). Na przykład blisko spokrewnione gatunki świetlików mrugają inaczej (z różną częstotliwością i czasem trwania), gdy samica zostaje zaproszona do kopulacji. W tym kontekście można również wspomnieć o pieśniach gatunkowych u wróbli i żab. I wszyscy wiedzą o rytuałach godowych ptaków.
Izolacja gametyczna – brak interakcjigamety lub śmierć gamet. Istnienie tego typu izolacji zostało udowodnione eksperymentalnie. Na przykład dwa gatunki jeżowców zapłodnionych zewnętrznie zostały skrzyżowane przez amerykańskich genetyków Denisa i Bracheta. Jajo zostało zapłodnione, ale zarodek obumarł we wczesnych stadiach gastrulacji.
Postpopulacyjne formy izolacji reprodukcyjnej
Odnosi się to do nieżywotności zapłodnionychśmierć oocytów i zarodków we wczesnych stadiach ontogenezy. Lub śmierć urodzonego dziecka (lub osoby) przed osiągnięciem dojrzałości płciowej. Bardzo bliska koncepcja izolacji gametowej.
Sterylność osobników hybrydowych
U większości zwierząt przetrwanie międzygatunkowemieszańce są bezpłodne, to znaczy nie są w stanie wydać potomstwa. Wyjątkiem mogą być hybrydy półsterylne. Mechanizm tego zjawiska jest dość złożony, oparty na przyczynach genetycznych, chromosomowych lub cytologicznych. Oto tylko przykłady hybryd międzygatunkowych, które są znane wszystkim.
Hybryda osła i klaczy - muł.Jest większy od osła i mniejszy od konia, dodatkowo zwierzęta są łatwiejsze do utrzymania. Hybrydy blisko spokrewnionych podgatunków psa i wilka (wilczaka, półwilka) mają bardziej rozwinięty spryt i wytrzymałość niż zwykłe psy. Wiele ryb akwariowych to formy hybrydowe (kolorowe aulonocary). Są piękne, większe niż formy rodzicielskie, ale przy zakupie warto wyjaśnić pochodzenie ryb, inaczej nie będziesz czekać na potomstwo. Wszyscy wiedzą, że nasiona roślin uprawnych (pomidory, ogórki) oznaczone symbolem F-1 to formy hybrydowe. Owoce tych roślin nie są pozostawiane na nasiona.
