IZOLACJA EKOLOGICZNA: MECHANIZM I PRZYKŁADY - BIOLOGIA - 2026

Izolacji organicznej jest mechanizmem z których wystąpienie krzyżowania dwóch gatunków uniknięto mogą wytwarzać hybrydowe potomstwo. Potomstwo hybrydowe jest wynikiem połączenia dwóch osobników różnych gatunków.

Na przykład muł lub muł to zwierzę hybrydowe, które powstało w wyniku skrzyżowania osła (Equus africanus asinus) z klaczą (Equus ferus caballus). To zwierzę ma pewne cechy wspólne z obydwoma gatunkami rodzicielskimi.

Rysunek 1. Muł. Źródło: Pixabay.com

Również osłomuł jest gatunkiem mieszańcowym powstałym w wyniku skrzyżowania osła z koniem. Muły i osłomuły mają różne geny. Muł jest silniejszym i większym zwierzęciem niż osłomuł i oba są prawie zawsze bezpłodne. W rzadkich przypadkach płodności mułów i osłomułów młode są słabe i mają znaczną niedowagę, z niewielkimi szansami na przeżycie.

Istnieje 5 procesów izolacji ekologicznej, które służą zapobieganiu posiadaniu potomstwa hybrydowego lub mieszanego przez dwa różne gatunki: izolacja ekologiczna, izolacja czasowa, izolacja behawioralna, izolacja przestrzenna i izolacja mechaniczna / chemiczna.

Ekologiczny mechanizm izolacji

Izolacja ekologiczna lub siedliskowa jest jednym z 5 mechanizmów izolacji, które zapobiegają krzyżowaniu się różnych gatunków, przed utworzeniem zygoty lub jaja (mechanizm izolacji przedgotowej).

Mechanizm ten występuje, gdy dwa gatunki, które mogą krzyżować się genetycznie, mają bariery reprodukcyjne, ponieważ żyją na różnych obszarach. W ten sposób różne populacje mogą zajmować to samo terytorium, ale żyć w różnych siedliskach i dlatego nie spotykają się fizycznie.

Oprócz innych mechanizmów izolacji, izolacja ekologiczna pozwala uniknąć tworzenia gatunków hybrydowych, które nie sprzyjają wzrostowi i rozwojowi populacji biologicznych, ponieważ większość osobników hybrydowych jest bezpłodna, czyli niezdolna do rozmnażania.

Uważa się, że gatunki biorące udział w krzyżówkach hybrydowych mają nieudany wydatek energetyczny. Ponadto te mechanizmy izolacji reprodukcyjnej odgrywają kluczową rolę selektywną w specjacji.

Specjacja to proces, w którym powstają nowe gatunki. Proces specjacji to ten, który zapoczątkował różnorodność organizmów lub różnorodność biologiczną.

Przykłady izolacji ekologicznej

Poniżej kilka przykładów izolacji ekologicznej.

Ekologiczna izolacja ssaków

W Indiach występuje tygrys (Panthera tigris) i lew (Panthera leo), dwa gatunki z tej samej rodziny (Felidae), które mają zdolność krzyżowania się.

Jednak tygrys żyje w dżungli, a lew na łąkach; ponieważ oba gatunki żyją w różnych siedliskach, ich fizyczne spotkanie nie następuje. Każdy gatunek, zarówno lew, jak i tygrys, są odizolowane w swoich siedliskach.

Ekologiczna izolacja owadów

Grupa Anopheles maculipennis obejmuje 6 gatunków komarów, z których niektóre są związane z przenoszeniem malarii. Chociaż tych 6 gatunków jest bardzo podobnych i morfologicznie nierozróżnialnych, rzadko mogą wytwarzać hybrydy, ponieważ są izolowane w celu rozmnażania i krzyżowania, częściowo poprzez rozmnażanie się w różnych siedliskach.

Podczas gdy niektóre gatunki Anopheles maculipennis rozmnażają się w wodach słonawych, inne w wodach słodkich. Wśród gatunków, które kopulują w wodach słodkich, są takie, które robią to w wodach płynących, a inne wolą wody stojące.

Ekologiczna izolacja ptaków

Jednym z najczęściej cytowanych przykładów izolacji ekologicznej jest przypadek dwóch blisko spokrewnionych ptaków z rodzaju Turdus, takich jak kos pospolity (Turdus merula) i kos białogłowy (Turdus torquatus).

Rysunek 2. Samiec kosa pospolitego. (Turdus merula). Źródło: AnemoneProjectors

Populacja T. merula, gatunku zamieszkującego zadrzewienia w lasach i ogrodach miejskich, jest ekologicznie izolowana od T. torquatus, gatunku rozmnażającego się na obszarach wysokogórskich. Dlatego szanse tych gatunków na wytworzenie hybrydy są praktycznie zerowe.

Ryc. 3. Kos białoczelny (Turdus torquatus). Źródło: Andrej Chudý ze Słowacji

Ekologiczna izolacja płazów

Reprodukcyjną izolację ekologiczną obserwuje się również u różnych gatunków żab. Jeden z wielu przykładów tego przypadku występuje w Ameryce Północnej.

W Ameryce Północnej populacja żaby rudonogiej północnej (Rana aurora) jest odizolowana od populacji żaby ryczącej (Rana catesbeiana), ponieważ jej poprzednie kojarzą się w efemerycznych, szybko poruszających się strumieniach wody, a druga to robi. robi w stałych studniach lub stawach.

W Australii żaba krucyfiksowa (Notaden bennettii) i rzekotka drzewna pustynna (Litoria różella) występują w środowisku pustynnym. Jednak jest bardzo mało prawdopodobne, aby kopulowały w pary, ponieważ żaba krucyfiksowa żyje pod ziemią i przemieszcza się na powierzchnię tylko podczas deszczu, podczas gdy rzekotka drzewna jest gatunkiem drzewiastym.

Ekologiczna izolacja ryb

Innym ciekawym przykładem tego typu ekologicznej izolacji reprodukcyjnej są kolczaste ryby z rodziny Gasterosteidae. Ryby te mają wydłużone i delikatne ciało (wrzecionowate), z 2 do 16 kolcami w okolicy grzbietu i brakiem łusek, chociaż niektóre gatunki mają rodzaj kościstej zbroi płytowej.

Podczas gdy gatunki ryb słodkowodnych Gasterosteidae żyją w wodach płynących przez cały rok, gatunki morskie występujące w morzu zimą migrują do ujść rzek wiosną i latem w celu kopulacji.

W tym przypadku czynnikiem, który działa jako bariera reprodukcyjna, która zapobiega krzyżowaniu się obu grup, jest adaptacja do różnych stężeń soli.

Ekologiczna izolacja roślin

Inny przykład izolacji ekologicznej występuje w przypadku dwóch gatunków pająków z rodzaju Tradescantia, pająka z Ohio (Tradescantia ohiensis) i pająka zygzakowatego (Tradescantia subaspera).

Obie rośliny żyją na wspólnych obszarach geograficznych, ale nie mogą się krzyżować ze względu na różnicę siedlisk. T. ohiensis rośnie na obszarach słonecznych, podczas gdy T. subaspera preferuje zacienione obszary o niewielkim nasłonecznieniu.

Dodatkowo rośliny te kwitną o różnych porach roku, to znaczy również stanowią okresową izolację.

Można stwierdzić, że w izolacji ekologicznej wyodrębnienie grup organizmów następuje w wyniku zmian ich ekologii lub zmian w środowisku, w którym żyją.

Bibliografia

1. Bradburd, GS, Ralph, PL i Coop, GM (2018). Wyjaśnienie wpływu izolacji geograficznej i ekologicznej na zróżnicowanie genetyczne. 67 (11): 3258–3273. doi: 10.1111 / evo.12193
2. Fraser, IC, Morrison, AK, McC Hogg, A., Macaya. EC, van Sebille, E. i wszyscy. (2018). Ekologiczna izolacja Antarktydy zostanie przerwana przez rozprzestrzenianie się i ocieplenie wywołane sztormami. Zmiana klimatu przyrody. 8: 704–708.
3. Gray, LN, Barley, AJ, Poe, S., Thomson, RC, Nieto - Montes de Oca, A. and Wang, IJ (2018). Filogeografia rozległego kompleksu jaszczurek odzwierciedla wzorce izolacji geograficznej i ekologicznej. Baner ekologii molekularnej. doi: 10.1111 / mec.14970
4. Hodges, SA i Arnold, ML (2018). Kwiatowa i ekologiczna izolacja między Aquilegia formosa i Aquilegia pubescens. Materiały z National Academy of Sciences w Stanach Zjednoczonych Ameryki. 91 (7): 2493-2496. Doi: 10,1073 / pnas 91.7.2493
5. Schaefer, M. (1972). Izolacja ekologiczna i znaczenie konkurencji, czego przykładem jest rozmieszczenie likozydów w krajobrazie nadmorskim. Oecology. 9 (2): 171-202. doi: 10.1007 / BF00345881