V panmiktičnih organizmih (spolno razmnoževanje) je vrsta skupek organizmov, ki so si podobni po celi vrsti lastnosti, ki se lahko prosto križajo s tvorbo plodnih potomcev. Koncept izolacije se uporablja v kontekstu mikroevolucije ali, kot se imenuje tudi speciacija. Reproduktivna izolacija začne proces nastajanja nove vrste in ga konča. Toda vse oblike tega pojava ne bodo vodile do nastanka nove vrste, tako kot vsaka izolacija ne vodi do dokončne reprodukcijske ločitve populacij.
Izolacijski mehanizmi v evoluciji
Znotraj ene vrste posamezniki obstajajo v skupinah - populacijah. Prav populacije kot enota mikroevolucije služijo kot material za nastanek novih vrst, ki so drugačne od prvotnih. Znotraj vrste pride do izmenjave genskega materiala med populacijami v procesu razmnoževanja. Kaj se imenujesposobnost razmnoževanja organizmov. Ko je iz nekega razloga ta izmenjava med populacijami znotraj iste vrste omejena ali popolnoma nemogoča, pravijo, da je nastopila reproduktivna izolacija. Opredelitev tega evolucijskega mehanizma je, da posamezniki različnih populacij ne morejo proizvesti potomcev. Zgodovina nastanka nove vrste je veriga različnih vrst reproduktivne izolacije, ki se med seboj nadomeščajo ali prekrivajo, zaradi česar je delitev populacij nepovratna.
Reproduktivna izolacija: klasifikacija
Obstaja več konceptov v klasifikaciji vrst izolacije prebivalstva. Različna merila, ki so vzeta kot glavna značilnost, temu vprašanju dodajajo nekaj zmede. Za osnovo vzemimo, da je reprodukcijska izolacija kot trajna omejitev panmiksije (prosto križanje) zadnja faza, ki zaključi speciacijo. Zagovornika tega pogleda na izolacijo, ki tvori vrste, sta bila znana evolucijska biologinja F. G. Dobzhansky (1900-1975) in E. Mayr (1904-2005). Mehanizmi reproduktivne izolacije v tem pristopu bodo razdeljeni v tri skupine:
- prostorska delitev (geografska);
- okoljska izolacija (okoljski mehanizmi);
- ustrezen reproduktivni mehanizem, vključno z ovirami pred kopulacijo (pred nastankom zigote) in post-kopulacijo (pride do parjenja, vendar jajčece bodisi ni oplojeno ali umre ali pa so hibridi sterilni).
Vsak mehanizem doseže mejopanmiksija: popolna ali delna. Na kratko razmislimo o oblikah reproduktivne izolacije v vsaki skupini. Primeri, ki jih ponazarjajo, vam bodo pomagali razumeti bistvo določene oblike.
Prostorski mehanizmi izolacije prebivalstva
Mehanizem izolacije je povezan z različnimi spremembami v pokrajini (pojav pregrade v obliki gorskih verig ali rek) ali s širjenjem vrste po velikih ozemljih. Ko je pretok genov med ločenimi populacijami moten, pride do reproduktivne izolacije. Najbolj znan primer takšnega pojava z nastankom novih vrst lahko štejemo za otoško vrsto vezivcev Galapaških otokov, ki je postala eden od primerov za delo Charlesa Darwina "Izvor vrst s pomočjo naravne selekcije". Ali primer modre srake, katere ena populacija živi na Kitajskem, druga pa v Španiji.
Ekološki izolacijski mehanizmi
Razlogi za to vrsto reproduktivne izolacije so povezani z razliko v pogojih za razmnoževanje populacij iste vrste, ki živijo simetrično, torej na istem ozemlju. Na primer, sezone razmnoževanja ali cvetenja ne sovpadata. Na kalifornijski obali obstajata simetrično dve vrsti borovcev: ena vrsta oddaja cvetni prah februarja, druga pa aprila. Sezonska ekološka izolacija je zanje postala reprodukcijska. Primer reproduktivne izolacije, ki pa izhaja iz različnih prehranjevalnih osnov, prikazujejo tri vrste antarktičnih tjulnjev, ki izvirajo iz istega filogenetskega prednika. tjulnji Weddell poje samo ribe, tjulnji leopard jedo pingvine in tjulnje, Rossovi tjulnji paglavonožci.
Prekopulacijske oblike reproduktivne izolacije
Mehanska izolacija - neučinkovitost parjenja, ki jo povzroča drugačna struktura reproduktivnih ali kopulacijskih organov. Na primer, različne vrste žajblja imajo različne oblike cvetov in jih oprašujejo druge čebele. Enaka korelacija obstaja med orhidejami in kolibrji. Parjenje med vrstami muh Drosophila vodi do poškodb ali celo smrti partnerja.
Etološka izolacija - ne parjenje zaradi razlik v spolnem vedenju (pri dvorjenju, petju, plesu, žarenju ali razlike v feromonih). Na primer, tesno sorodne vrste kresnic, ko povabijo samico na parjenje, utripajo različno (z različno pogostostjo in trajanjem). V tem kontekstu je mogoče omeniti tudi posebne pesmi v vrabcih in žabah. In vsi vedo za obrede parjenja ptic.
Gametična izolacija - pomanjkanje interakcije gamete ali smrt gamet. Obstoj te vrste izolacije je bil eksperimentalno dokazan. Na primer, dve vrsti morskih ježkov z zunanjo oploditvijo sta križala ameriška genetika Denis in Brachet. Jajčece je bilo oplojeno, vendar je zarodek umrl v zgodnjih fazah gastrulacije.
Oblike reproduktivne izolacije po kopulaciji
To se nanaša na nesposobnost preživetja oplojenega jajčeca in smrt zarodka v zgodnjih fazah ontogeneze. Ali pa smrt rojenega mladiča (ali posameznika) pred puberteto. Koncept je zelo blizu gametikiizolacija.
Sterilnost hibridov
Pri večini živali so preživeli medvrstni hibridi sterilni, to pomeni, da niso sposobni proizvesti potomcev. Izjema so lahko polsterilni hibridi. Mehanizem tega pojava je precej zapleten, temelji na genskih, kromosomskih ali citoloških vzrokih. Navedli bomo le primere medvrstnih hibridov, ki so vsem znani.
Hibridni osel in kobila - mula. Je večji od osla in manjši od konja, poleg tega pa je živali lažje hraniti. Hibridi tesno sorodnih podvrst psa in volka (volk, pol volk) imajo bolj razvit nagon in vzdržljivost kot navadni psi. Številne akvarijske ribe so hibridne oblike (barvni aulonocarji). Lepe so, večje od starševskih oblik, vendar pri nakupu morate navesti izvor rib, sicer ne boste čakali na potomce. Vsi vedo, da so semena gojenih rastlin (paradižnik, kumare), označena s simbolom F-1, hibridne oblike. Plodovi teh rastlin niso prepuščeni semenu.
