În organismele panmictice (în reproducere sexuală), o specie este un ansamblu de organisme care sunt similare într-o gamă întreagă de caracteristici, capabile să se încrucișeze liber cu formarea descendenților fertili. Conceptul de izolare este folosit în contextul microevoluției sau, așa cum se mai numește, speciația. Izolarea reproductivă începe procesul de formare a unei noi specii și îl încheie. Dar nu toate formele acestui fenomen vor duce la apariția unei noi specii, la fel cum nu orice izolare duce la separarea reproductivă finală a populațiilor.
Mecanisme de izolare în evoluție
În interiorul unei specii, indivizii există în grupuri - populații. Sunt populațiile ca unitate de microevoluție care servesc ca material pentru formarea de noi specii care sunt diferite de cele originale. În cadrul unei specii are loc un schimb de material genetic între populații în curs de reproducere. Asa numitcapacitatea de reproducere a organismelor. Când, dintr-un anumit motiv, acest schimb între populațiile din cadrul aceleiași specii este limitat sau complet imposibil, ei spun că izolarea reproductivă s-a instalat. Definiția acestui mecanism evolutiv este că indivizii din diferite populații nu pot produce descendenți. Istoria apariției unei noi specii este un lanț de diferite tipuri de izolare reproductivă, care se înlocuiesc sau se suprapun unele pe altele, făcând divizarea populațiilor ireversibilă.
Izolarea reproductivă: clasificare
Există mai multe concepte în clasificarea soiurilor de izolare a populației. Diverse criterii luate ca caracteristică principală aduc o oarecare confuzie acestei probleme. Să luăm ca bază că izolarea reproductivă ca o restricție permanentă a panmixiei (încrucișarea liberă) este ultima etapă care completează speciația. Susținătorii acestei concepții despre izolarea formării speciilor au fost biologii evoluționari binecunoscuți F. G. Dobzhansky (1900-1975) și E. Mayr (1904-2005). Mecanismele de izolare a reproducerii în această abordare vor fi împărțite în trei grupe:
- diviziune spațială (geografică);
- izolare de mediu (mecanisme de mediu);
- mecanism de reproducere adecvat, inclusiv bariere pre-copulare (înainte de formarea unui zigot) și post-copulare (împerecherea are loc, dar oul fie nu este fertilizat, fie moare, fie hibrizii sunt sterili).
Orice mecanism atinge o limităpanmixia: totală sau parțială. Să luăm în considerare pe scurt formele de izolare reproductivă în fiecare grup. Exemplele care le ilustrează vă vor ajuta să înțelegeți esența unei anumite forme.
Mecanisme spațiale de izolare a populației
Mecanismul izolării este asociat cu diverse modificări ale peisajului (apariția unei bariere sub formă de lanțuri muntoase sau râuri) sau cu răspândirea speciei pe teritorii vaste. Când fluxul de gene între populațiile separate este perturbat, are loc izolarea reproductivă. Cel mai faimos exemplu al unui astfel de fenomen cu formarea de noi specii poate fi considerat specia insulară de bindweeds din Insulele Galapagos, care a devenit unul dintre exemplele pentru lucrarea lui Charles Darwin „Originea speciilor prin selecție naturală”. Sau un exemplu de magpie albastră, dintre care o populație trăiește în China și ceal altă în Spania.
Mecanisme de izolare ecologică
Motivele acestui tip de izolare reproductivă sunt legate de diferența dintre condițiile de reproducere a populațiilor din aceeași specie care trăiesc simetric, adică pe același teritoriu. De exemplu, anotimpurile de reproducere sau de înflorire nu coincid. Pe coasta Californiei, există două tipuri de pini simetric: o specie aruncă polen în februarie, iar ceal altă în aprilie. Izolarea ecologică sezonieră a devenit reproductivă pentru ei. Un exemplu de izolare reproductivă, dar rezultată din diferite baze alimentare, este demonstrat de trei specii de foci antarctice care descind din același strămoș filogenetic. Foa Weddell mănâncă numai pește, foca leopard mănâncă pinguini și foci, iar foca Ross mănâncăcefalopode.
Forme precopulatorii de izolare a reproducerii
Izolarea mecanică - ineficacitatea împerecherii cauzată de structura diferită a organelor de reproducere sau copulator. De exemplu, diferite tipuri de salvie au forme diferite de flori și sunt polenizate de alte albine. Aceeași corelație există între orhidee și păsări colibri. Drosophila zboară împerecherea între specii duce la rănirea sau chiar moartea partenerului.
Izolare etologică - nu împerechere din cauza diferențelor de comportament sexual (în curte, cânt, dans, strălucire sau diferențe de feromoni). De exemplu, speciile de licurici strâns înrudite, când invită o femelă la împerechere, clipesc diferit (cu frecvență și durată diferite). În acest context pot fi menționate și cântecele specifice speciei la vrăbii și broaște. Și toată lumea știe despre ritualurile de împerechere ale păsărilor.
Izolarea gametică - lipsa interacțiunii gameților sau moartea gameților. Existența acestui tip de izolare a fost dovedită experimental. De exemplu, două specii de arici de mare cu fertilizare externă au fost încrucișate de geneticienii americani Denis și Brachet. Ovulul a fost fertilizat, dar embrionul a murit în primele etape ale gastrulației.
Forme de izolare reproductivă post-copulare
Aceasta se referă la non-viabilitatea ovulului fertilizat și la moartea embrionului în stadiile incipiente ale ontogenezei. Sau moartea unui pui născut (sau a unui individ) înainte de a ajunge la pubertate. Concept foarte apropiat de gameticăizolație.
Sterilitatea hibrizilor
La majoritatea animalelor, hibrizii interspecifici supraviețuitori sunt sterili, adică nu sunt capabili să producă descendenți. O excepție pot fi hibrizii semisterili. Mecanismul acestui fenomen este destul de complex, bazat pe cauze genetice, cromozomiale sau citologice. Vom oferi doar exemple de hibrizi interspecifici care sunt cunoscuți de toată lumea.
Hibrid măgar și iapă - catâr. Este mai mare decât un măgar și mai mic decât un cal și, în plus, animalele sunt mai ușor de ținut. Hibrizii de subspecii strâns înrudite de câine și lup (câine-lup, jumătate de lup) au un instinct și o rezistență mai dezvoltate decât câinii obișnuiți. Mulți dintre peștii de acvariu sunt forme hibride (aulonocars colorate). Sunt frumoase, mai mari decât formele parentale, dar atunci când cumpărați, ar trebui să specificați originea peștelui, altfel nu veți aștepta urmași. Toată lumea știe că semințele plantelor cultivate (roșii, castraveți) marcate cu simbolul F-1 sunt forme hibride. Fructele acestor plante nu sunt lăsate să se însămânțeze.
