Ніхто не стане заперечувати, що оточує насреальність гармонійна і досконала. Не важливо, у що або в кого вірить людина, але навколо себе він бачить не тільки красу і різноманітність, але і стрункий порядок, в якому немає місця хаосу. Особливо ясно чітка доцільність проявляється в світі живих істот. Все слабке, потворне, не здатне до відтворення здорового потомства відмітається дією чинників еволюції, перш за все, природним відбором. Не останню роль в ньому грає і такий біологічний процес, як репродуктивна ізоляція.
Цю, а також інші форми захисних механізмів, що стоять на сторожі генофонду спільнот рослин, тварин і людини, ми і розглянемо в даній роботі.
Передача спадкових ознак - головна властивість живої матерії
Розмноження - найважливіший процес, завдякиякому можливо саме існування феномена життя на Землі. Незалежно від рівня її організації, починаючи від найпростіших і закінчуючи ссавцями, запліднення (у рослин - запилення), що приводить до появи життєздатного, фертильного потомства, відбувається тільки між особинами, які належать до популяції одного і того ж біологічного виду. Очевидно, що існують природні ізолюючі механізми, що контролюють копуляцію або запилення.
Звичайно ж, не виключена і можливість випадківміжвидового схрещування. Вони відбуваються як в природних умовах, так і проводяться штучно - людиною, але завжди призводять до появи або потомства з ослабленою життєздатністю, або стерильних гібридів. Досить згадати безплідних мулів - нащадків, отриманих від схрещування осла і кобили. Як бачимо, тут діють певні сили, які можна розглядати, як деякі види ізолюючих механізмів. Визначимо їх докладніше.
Класифікація процесів, що призводять до стабільності генофонду популяцій
В еволюційному вченні, яке є продуктомспільної наукової роботи таких дослідників природи, як Ч. Дарвін, А.Н. Северцов, Г. Спенсер, розглядаються наступні, широко поширені явища, що сприяють стабільності існування біологічних видів: це географічна, репродуктивна і екологічна ізоляція. Розділ біології - популяційна генетика, зайнята вивченням змін, що відбуваються в генофонді спільнот живих організмів. Вони є наслідком дії таких чинників, як хвилі життя і дрейф генів.
Вищезгадана галузь біології встановлює рользахисних факторів, спрямованих на збереження консервативності кариотипов особин популяції і запобігання міжпопуляційних схрещувань. Далі ми з'ясуємо, які ж ізолюючі механізми називають екологічними, і яке їх значення в підтримці постійного складу генів в популяції.
Роль умов зовнішнього середовища в збереженні генофонду спільнот живих організмів
В результаті філогенезу - історичного розвиткувиду, його особини, формують популяції, що мешкають в межах певної території, званої ареалом. Рослинні і тваринні організми взаємодіють з факторами зовнішнього середовища, а також з спільнотами інших видів, які живуть на цій території, тобто займають певну екологічну нішу. Щоб знизити гостроту конкуренції між популяціями одного і того ж біологічного виду, існують певні ізолюючі механізми, що забезпечують, наприклад, розбіжність вимог обох груп щодо виду їжі. Так, жук горохова зернівка формує два співтовариства комах: одне харчується насінням гороху, інше - квасолі.
У репродуктивний період, внаслідок того, що кормові культури ростуть в різних зонах, організми двох популяцій між собою не схрещуються.
Терміни розмноження і їх значення в забезпеченні генетичної стабільності популяції
До факторів, істотно ускладнює, або навітьповністю припиняють запилення або копуляцію між організмами однієї систематичної категорії, можна віднести ізолюючі механізми, що контролюють терміни репродукції особин. Наприклад, цвітіння мятлика лугового, що росте в гирлах річок, коррелятивно пов'язано з часом припинення весняного паводку. Рослини, що живуть безпосередньо на березі, і в період повені тривалий час перебувають під водою, цвітуть пізніше тих особин, які перебували під впливом паводка короткостроково, або, взагалі не затоплювалися. Зі зрозумілих причин панмиксия (перехресне запилення) між рослинами, що живуть в різних місцях луки, відсутня, так як дозрівання пилку у них відбувається в різний час. В результаті утворюються кілька популяцій мятлика лугового, що розрізняються термінами розмноження.
Еволюційна роль ізоляції
Популяційна генетика встановила той факт, щонеможливість процесу обміну генами між організмами різних рас або спільнот призводить до того, що в генотипах особин відбуваються абсолютно різні типи мутацій, а також змінюється частота народження як домінантних, так і рецесивних алелей. Це призводить до того, що генофонду популяцій все більше різняться між собою. Така розбіжність стосуватиметься, перш за все, форм адаптації до абіотичних факторів середовища. Від чого ж воно залежить?
Комплексна дія різних видів ізоляції
В його основі лежать взаємопов'язані між собоюекологічні та репродуктивні ізолюючі механізми. Біологія, зокрема, її розділ - теорія еволюції, виявляє їх вплив на прояв такого глобального процесу, як дивергенція, тобто розбіжність ознак і властивостей організмів. Вона лежить в основі мікроеволюції - процесу, що призводить до утворення спочатку підвидів, а потім, і нових біологічних видів в природі.
Як виникає географічна ізоляція
Як в ботаніці, так і в зоології, вчені приділяютьсерйозну увагу фактору, що знижує практично до нуля ймовірність вільного схрещування між особинами одного виду. Він отримав назву географічної ізоляції. Виявилося, що різка зміна рельєфу місцевості обов'язково супроводжується появою перешкод, що призводять до виникнення у організмів кардинальних відмінностей.
Вони стосуються, перш за все, термінів дозріваннягамет, часу каплиці або запилення. Всі названі фактори можна об'єднати одним терміном - репродуктивна ізоляція. До яких же наслідків для існування популяції вона призводить?
розбіжність ознак
Вчені встановили, що популяції організмів,мають спочатку подібні геноми, з плином часу набувають все більших дівергентние риси внаслідок зникнення, як єдиної кормової бази, так і можливості вільного схрещування. Непереборні фізичні бар'єри у вигляді розломів материків, підняття гірських хребтів, розливів річок ізолюють спільноти осіб друг від друга. Саме таким шляхом розвивається жива природа. Приклади, наведені далі, ілюструють географічну ізоляцію, як важливий механізм видоутворення. Так, групи сумчастих ссавців Австралії після відокремлення її від стародавнього материка Гондвани, мають значні анатомічні та фізіологічні відмінності від сучасних європейських видів тварин, що виникли після Великого заледеніння.
Ч. Дарвін про механізми видоутворення
Всесвітньо відомий творець теорії природноговідбору, англійський натураліст Чарльз Дарвін, визначив рушійні сили еволюції, що приводить до появи нових класів, загонів і сімейств живих організмів. Також в своїх працях вчений описав географічні та екологічні ізолюючі механізми. Приклади їх прояви він почерпнув з спостережень, проведених під час свого знаменитого кругосвітньої подорожі. Дарвін побачив і замалював різні види в'юрків, що мешкають на Галапагоських островах. Птахи мали кардинальні відмінності в формі дзьоба, розмірах тулуба, харчувалися різною їжею.
При схрещуванні між собою особини повністювтратили здатність до формування фертильного потомства. Як вважав дослідник, великі відстані між островами і відмінності їх флори і фауни призвели до утворення декількох підвидів, потім перетворилися в самостійні види. Ми розглянули ще один напрямок еволюції, що приводить до утворення нових біологічних видів, по якому просувається вся нині існуюча жива природа. Приклади, розглянуті нами вище, доводять важливу роль просторових механізмів, що запобігають ймовірність схрещувань між організмами різних популяцій, що в кінцевому підсумку, призводить до появи нових систематичних одиниць.
