Nihče ne bo zanikal, da je realnost okoli nas harmonična in popolna. Ni pomembno, v kaj in v koga človek verjame, toda okoli sebe ne vidi le lepote in raznolikosti, temveč tudi harmoničen red, v katerem ni prostora za kaos. Še posebej jasno se smotrnost kaže v svetu živih bitij. Vse šibko, grdo, nesposobno reproducirati zdrave potomce, odnesejo evolucijski dejavniki, predvsem naravna selekcija. Ne zadnjo vlogo pri tem igra tak biološki proces, kot je reproduktivna izolacija.
To, pa tudi druge oblike obrambnih mehanizmov, ki varujejo genski sklad rastlinskih, živalskih in človeških združb, bomo obravnavali v tem prispevku.
Prenos dednih značilnosti je glavna lastnost žive snovi
Razmnoževanje je najpomembnejši proces, zahvaljujoč kateremu je možen sam obstoj fenomena življenjana tleh. Ne glede na stopnjo njegove organizacije, od praživali do sesalcev, se oploditev (pri rastlinah - opraševanje), ki vodi do pojava sposobnih, plodnih potomcev, zgodi le med posamezniki, ki pripadajo populaciji iste biološke vrste. Očitno obstajajo naravni izolacijski mehanizmi, ki nadzorujejo kopulacijo ali opraševanje.
Seveda ni izključena možnost medvrstnega križanja. Pojavljajo se tako v naravnih razmerah in jih izvaja umetno - človek, vendar vedno vodijo do pojava potomcev z oslabljenim preživetjem ali sterilnih hibridov. Dovolj je, da se spomnimo na sterilne mule - potomce, pridobljene s križanjem osla in kobile. Kot vidite, tukaj delujejo določene sile, ki jih lahko obravnavamo kot določene vrste izolacijskih mehanizmov. Oglejmo jih podrobneje.
Razvrstitev procesov, ki vodijo k stabilnosti genskega sklada populacij
V evolucijski doktrini, ki je produkt skupnega znanstvenega dela naravnih znanstvenikov, kot so Ch. Darwin, A. N. Severtsov, G. Spencer, upošteva naslednje razširjene pojave, ki prispevajo k stabilnosti obstoja bioloških vrst: to je geografska, reprodukcijska in ekološka izolacija. Sekcija biologije - populacijska genetika se ukvarja s preučevanjem sprememb, ki se pojavljajo v genskem skladu združb živih organizmov. So posledica dejavnikov, kot so življenjski valovi in genetski drift.
Zgornja veja biologije ugotavlja vlogo zaščitnih dejavnikov za ohranjanje konzervativnosti kariotipov posameznikov v populaciji in preprečevanje medpopulacijskega križanja. Nato bomo ugotovili, kateri izolacijski mehanizmi se imenujejo ekološki in kakšen je njihov pomen pri ohranjanju nespremenjene sestave genov v populaciji.
Vloga okoljskih razmer pri ohranjanju genskega sklada združb živih organizmov
Kot rezultat filogeneze - zgodovinskega razvoja vrste, njeni posamezniki tvorijo populacije, ki živijo znotraj meja določenega ozemlja, imenovanega območje. Rastlinski in živalski organizmi sodelujejo z okoljskimi dejavniki, pa tudi z združbami drugih vrst, ki živijo na določenem ozemlju, torej zasedajo določeno ekološko nišo. Za zmanjšanje resnosti konkurence med populacijami iste vrste obstajajo določeni izolacijski mehanizmi, ki na primer zagotavljajo, da se zahteve obeh skupin glede vrste hrane razlikujejo. Tako grahov hrošč tvori dve združbi žuželk: ena se prehranjuje z grahovimi semeni, druga s fižolom.
V reproduktivnem obdobju se zaradi dejstva, da krmne rastline rastejo v različnih conah, organizmi obeh populacij ne križajo.
Čas razmnoževanja in njihov pomen pri zagotavljanju genetske stabilnosti populacije
Na dejavnike, ki znatno ovirajo ali celo popolnoma preprečujejo opraševanje ali kopulacijo med organizmi iste sistematikekategorijo, lahko vključimo izolacijske mehanizme, ki nadzorujejo čas razmnoževanja osebkov. Na primer, cvetenje travnika modrice, ki raste v ustjih rek, je v korelaciji s časom konca spomladanske poplave. Rastline, ki živijo neposredno na obali in v obdobju poplav dolgo časa pod vodo, zacvetijo pozneje kot tisti posamezniki, ki so bili kratek čas pod vplivom poplave ali pa sploh niso bili poplavljeni. Iz očitnih razlogov med rastlinami, ki živijo na različnih delih travnika, ni panmiksije (navzkrižnega opraševanja), saj njihov cvetni prah dozori v različnih časih. Posledično nastane več populacij travniškega travnika, ki se razlikujejo glede na razmnoževanje.
Evolucijska vloga izolacije
Populacijska genetika je ugotovila dejstvo, da nezmožnost procesa izmenjave genov med organizmi različnih ras ali skupnosti vodi v dejstvo, da se v genotipih posameznikov pojavljajo popolnoma različne vrste mutacij in pogostost pojavljanja spreminjajo se tudi dominantni in recesivni aleli. To vodi v dejstvo, da se genski skladi populacij med seboj vse bolj razlikujejo. To neskladje bo zadevalo predvsem oblike prilagajanja na abiotske okoljske dejavnike. Od česa je odvisno?
Kompleksno delovanje različnih vrst izolacije
Temelji na medsebojno povezanih ekoloških in reproduktivnih izolacijskih mehanizmih. Biologija, zlasti njen oddelek - teorija evolucije, razkriva njihov vpliv na manifestacijo takšnega globalnega procesa, kot je razhajanje, tj.razhajanje znakov in lastnosti organizmov. Je osnova mikroevolucije, procesa, ki vodi do nastanka prvih podvrst, nato pa novih bioloških vrst v naravi.
Kako pride do geografske izolacije
Tako v botaniki kot v zoologiji so znanstveniki resno pozorni na dejavnik, ki zmanjša verjetnost prostega križanja med posamezniki iste vrste na skoraj nič. Imenuje se geografska izolacija. Izkazalo se je, da ostro spremembo terena nujno spremlja pojav ovir, ki vodijo do kardinalnih razlik v organizmih.
Grejo predvsem za čas zorenja gamet, čas kopulacije ali opraševanja. Vse te dejavnike je mogoče združiti pod enim izrazom - reproduktivna izolacija. Kakšne so posledice za obstoj populacije, do katere vodi?
Neskladja
Znanstveniki so ugotovili, da populacije organizmov s sprva podobnimi genomi sčasoma pridobivajo vse bolj različne lastnosti zaradi izginotja ene same zaloge hrane in možnosti prostega križanja. Nepremostljive fizične ovire v obliki celinskih prelomov, dviganja gorskih verig in razlivanja rek izolirajo skupnosti posameznikov drug od drugega. Tako se narava razvija. Spodnji primeri ponazarjajo geografsko izolacijo kot pomemben mehanizem za speciacijo. Tako imajo skupine vrečastih sesalcev v Avstraliji po ločitvi od starodavne celine Gondvane pomembneanatomske in fiziološke razlike od sodobnih evropskih živalskih vrst, ki so nastale po veliki poledenitvi.
Ch. Darwin o mehanizmih speciacije
Svetovno znani ustvarjalec teorije naravne selekcije, angleški naravoslovec Charles Darwin, je identificiral gonilne sile evolucije, ki so vodile k nastanku novih razredov, redov in družin živih organizmov. Tudi v svojih spisih je znanstvenik opisal geografske in okoljske izolacijske mehanizme. Primere njihove manifestacije je črpal iz opazovanj med svojim znamenitim potovanjem okoli sveta. Darwin je videl in narisal različne vrste ščinkavcev, ki živijo na Galapaških otokih. Ptice so imele kardinalne razlike v obliki kljuna, velikosti telesa in so jedli različno hrano.
Pri križanju med posamezniki so popolnoma izgubili sposobnost tvorjenja plodnih potomcev. Po mnenju raziskovalca so velike razdalje med otoki ter razlike v njihovi flori in favni privedle do nastanka več podvrst, ki so se nato prelevile v samostojne vrste. Razmišljali smo o še eni smeri evolucije, ki vodi v nastanek novih bioloških vrst, po katerih se premika naprej vsa živa narava. Primeri, ki smo jih obravnavali zgoraj, dokazujejo pomembno vlogo prostorskih mehanizmov, ki preprečujejo verjetnost križanja med organizmi različnih populacij, kar na koncu vodi v nastanek novih sistematičnih enot.
