IZOLACJA REPRODUKCYJNA: MECHANIZMY, KONSEKWENCJE (PRZYKŁADY) - BIOLOGIA - 2025

Izolacja reprodukcyjna lub izolacja reprodukcyjna obejmuje różne mechanizmy, które prowadzą do bezpłodności między dwiema populacjami osób. Innymi słowy, krzyżowanie dwóch gatunków izolowanych reprodukcyjnie nie daje potomstwa lub potomstwo nie jest zdolne do życia.

Izolacja może nastąpić przed utworzeniem się zygoty, ponieważ populacje nie dzielą siedlisk, ponieważ mają różne preferencje lub ich narządy rozrodcze nie są kompatybilne; lub po jej utworzeniu, gdy zygota może umrzeć lub rozwinąć się u bezpłodnego osobnika.

Źródło: pixabay.com

Proces specjacji - formowanie się nowego gatunku - dzieli się zwykle na trzy kolejne etapy: najpierw następuje faza izolacji populacji, następnie następuje rozbieżność określonych cech lub cech, a na końcu izolacja reprodukcyjna.

Po wyeliminowaniu przepływu genów między tymi dwiema populacjami następuje izolacja ewolucyjna.

Mechanizmy izolacji reprodukcyjnej

W zależności od tego, kiedy działają bariery izolacji reprodukcyjnej, można je podzielić na prezygotyczne i postzygotyczne. Były akt przed powstaniem zygoty.

Do barier Prezygotycznych zalicza się każde zdarzenie, które uniemożliwia kopulację między dwoma gatunkami, nazwij to czasową izolacją, izolacją ze względu na siedlisko lub zróżnicowanie zasobów oraz izolacją przez zachowanie lub etologię.

Do tej kategorii zalicza się również fizjologiczna lub mechaniczna niezgodność narządów płciowych gatunków próbujących się rozmnażać.

Natomiast bariery postzygotyczne obejmują wszystkie zdarzenia, które uniemożliwiają zygotom hybrydowym rozwój normalnego życia, ponieważ mają one niską skuteczność biologiczną lub sprawności.

Tymczasowe bariery prezygotyczne

Przykład czasowej izolacji występuje u owadów z rodzaju Magicicada. W tych cykadach występuje gatunek, którego cykl życiowy wynosi 13 lat, i inny gatunek, którego cykl trwa do 17 lat.

Obrazy gatunku pojawiają się z ziemi co 13 lub 17 lat, w zależności od gatunku. Ponieważ nie ma synchronizacji czasu, nie ma możliwości krycia się między tymi dwoma gatunkami.

Etologiczne bariery prezydenta

To ten sam rodzaj, jest prezygotyczna izolacja typu etologicznego. Dźwięk wytwarzany przez każdy gatunek jest unikalny dla tego gatunku i nie może być rozpoznany przez inne.

Chociaż dochodzi do spotkania dwóch osób różnej płci, nie zostaną oni uznani za potencjalnych partnerów seksualnych.

Mechaniczne bariery prezygotyczne

Izolacja mechaniczna występuje z powodu niezgodności między genitaliami. Narządy płciowe przypominają mechanizm zamka i klucza, gdzie muszą idealnie do siebie pasować. W przypadku, gdy nie pasują, kopulacja nie kończy się sukcesem.

Bariery prezygotyczne ze względu na zróżnicowanie siedliskowe

Ten rodzaj bariery występuje, gdy dwa gatunki wykazują wyraźną preferencję dla określonego zasobu. Bariera jest uwydatniona, gdy na tym obszarze zachodzą kopulacje.

Na przykład salamandry z rodzaju Ambystoma mają członków rozmnażających się w stawach, a te nie krzyżują się z osobnikami rozmnażającymi się w strumieniach.

Bariery postzygotyczne: śmiertelność, niewykonalność i bezpłodność mieszańców

Jeśli któraś z powyższych barier prezygotycznych zawiedzie, hybryda może ponieść konsekwencje izolacji reprodukcyjnej.

Zygoty, będące produktem krzyżowania się dwóch różnych gatunków, są znane jako hybrydy i mogą one nie rozwinąć się lub umrzeć w ciągu swojego życia.

Rola selekcji i dryfu genów

Z punktu widzenia genetyki bariery w rozmnażaniu mogą wynikać z: dywergencji genetycznej, niezgodności cytoplazmatycznej lub dywergencji cytologicznej.

Aby nastąpiła ewolucja barier reprodukcyjnych, muszą być obecne następujące siły: dobór naturalny i dryf genetyczny. Działają one, gdy przepływ genów został zmniejszony w dwóch populacjach gatunku.

Dryf genowy lub genetyczny

Dryf genów jest siłą ewolucyjną, która losowo naprawia pewne allele, podczas gdy inne - z tych samych powodów stochastycznych - znikają z populacji. Mechanizm ten ma bardziej wyraźne skutki, gdy działa w małych populacjach (z niewielką liczbą osobników).

Gdy izolowane są dwie populacje, dryf genów działa na różne sposoby: po pierwsze, „część” populacji, która pozostaje izolowana, jest próbką nielosową, to znaczy allele nie są reprezentowane w równych proporcjach. Następnie losowe wiązanie i utrata alleli wzmacnia dywergencję między populacjami.

Naturalna selekcja

Aby proces specjacji mógł być kontynuowany, konieczne są bardzo wyraźne różnice genetyczne między badanymi populacjami. Dobór naturalny ma duży wpływ na rozwój tej rozbieżności, jeśli populacje zajmują nowe środowisko.

Klasycznym przykładem ilustrującym rolę doboru naturalnego jest specjacja muszki jabłoniowej i głogowej. Populacje rozdzielają się, ponieważ selekcja wpływa na ich preferencje przy wyborze żywności.

Gatunek ten prawie wszystkie etapy swojego cyklu życiowego wykonuje wraz z drzewem, z którego się odżywia. Z tego powodu grupa naukowców zastanawiała się, czy muchy, które pasożytują na jabłoniach, należą do tej samej populacji co muchy głogowe.

Aby przetestować tę hipotezę, naukowcy zastosowali technikę zwaną „elektroforezą białek” i byli w stanie stwierdzić, że istnieją istotne statystycznie różnice między muchami, które żyły na różnych drzewach.

Dzieje się tak, ponieważ muchy wykazują znaczną preferencję dla swojego rodzaju owoców. Ponadto na drzewie zachodzi kojarzenie, które zapobiega przepływowi genów z populacją innych owoców.

Dobór płciowy

Dobór płciowy odnosi się do postaci zaangażowanych w proces pozyskania partnera. Sposób lub kluczowe elementy, których używa jednostka, aby wybrać partnera, wydają się być kluczem do różnicowania populacji i pełnić funkcję bariery.

Śpiew płazów jest istotną cechą przy wyborze partnera, aw niektórych gatunkach częstotliwość śpiewu działa jak bariera rozrodcza. Podobnie zabarwienie odgrywa podstawową rolę w reprodukcyjnej izolacji pewnej klasy ryb.

Konsekwencje

Konsekwencją izolacji reprodukcyjnej jest specjacja - powstanie nowych gatunków. Bariery izolacji reprodukcyjnej pojawiają się po rozdzieleniu dwóch populacji, które ewoluują w wyniku doboru naturalnego lub dryfu genów.

Z kolei konsekwencją specjacji jest olbrzymia różnorodność różnych linii organizmów żywych. W przypadku taksonów rozmnażających się płciowo każda gałąź ich drzewa filogenetycznego reprezentuje zdarzenie specjacyjne, w którym każda populacja została izolowana reprodukcyjnie.

Dlatego specjacja jest uważana za pomost między mikroewolucją a makroewolucją.

Bibliografia

1. Freeman, S. i Herron, JC (2002). Analiza ewolucyjna. Sala Prentice
2. Futuyma, DJ (2005). Ewolucja. Sinauer.
3. Gallardo, MH (2011). Ewolucja. Przebieg życia. Artykuł redakcyjny Médica Panamericana.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC i Garrison, C. (2001). Zintegrowane zasady zoologii. McGraw-Hill.
5. Ridley, M. (2004) Evolution. Trzecia edycja. Wydawnictwo Blackwell.
6. Soler, M. (2002). Ewolucja: podstawa biologii. Projekt Południowy.