РЕПРОДУКТИВНА ІЗОЛЯЦІЯ: МЕХАНІЗМИ, НАСЛІДКИ (ПРИКЛАДИ) - БІОЛОГІЯ - 2025

Репродуктивна ізоляція або репродуктивна ізоляція включає в себе різні механізми , які приводять в стерильності між двома популяціями особин. Іншими словами, схрещування двох репродуктивно ізольованих видів не дає потомства або потомство не є життєздатним.

Ізоляція може відбуватися до утворення зиготи, оскільки популяції не поділяють місця проживання, тому що вони мають різні уподобання або через те, що їх репродуктивні органи не сумісні; або після утворення того ж, де зигота може загинути або розвинутися у стерильної особини.

Джерело: pixabay.com

Процес видозміни - утворення нових видів - зазвичай поділяється на три послідовні етапи: спочатку відбувається стадія ізоляції популяції, потім відбувається розбіжність певних характерів чи рис і, нарешті, відбувається репродуктивна ізоляція.

Після усунення потоку генів між цими двома популяціями відбувається еволюційна ізоляція.

Репродуктивні механізми ізоляції

Залежно від того, коли діють бар'єри репродуктивної ізоляції, їх можна класифікувати як презиготичні та постзиготні. Перші діяли до утворення зиготи.

До презиготичних бар'єрів належить будь-яка подія, яка перешкоджає копуляції між двома видами, називає це тимчасовою ізоляцією, ізоляцією за диференціацією середовища проживання та ресурсів та ізоляцією за поведінкою чи етологією.

У цю категорію також входять фізіологічна або механічна несумісність статевих органів виду, які намагаються відтворити.

Навпаки, постзиготичні бар'єри охоплюють усі події, які заважають гібридним зиготам розвиватись у нормальному житті, оскільки вони мають низьку біологічну чи фітнес-ефективність.

Тимчасові презиготичні бар'єри

Приклад тимчасової ізоляції відбувається у комах з роду Magicicada. У цих цикадах є вид з життєвим циклом 13 років та інший вид, цикл якого триває до 17 років.

Імагоси виду виходять із землі кожні 13 чи 17 років, залежно від виду. Оскільки немає синхронізації в часі, між двома видами немає можливості спаровування.

Етологічні презиготні бар'єри

Саме у цього ж роду відбувається презиготична ізоляція етологічного типу. Звук, який видає кожен вид, унікальний для цього виду і не може бути розпізнаний іншими.

Хоча зустріч двох осіб різної статі відбувається, вони не будуть визнані потенційними сексуальними партнерами.

Механічні презиготичні бар'єри

Механічна ізоляція відбувається через несумісність між статевими органами. Статеві органи нагадують механізм блокування і ключа, де вони повинні ідеально вписуватися разом. У випадку, якщо вони не підходять, копуляція не є успішною.

Презиготичні бар'єри через диференціацію середовища проживання

Цей тип бар'єру виникає, коли два види виявляють помітну перевагу перед певним ресурсом. Бар'єр підкреслюється, коли в цій зоні відбуваються події копуляції.

Наприклад, саламандри роду Ambystoma мають членів, які розмножуються в ставках, і вони не схрещуються з особинами, які розмножуються в потоках.

Постзиготичні бар'єри: смертність, нездійсненність та стерильність гібридів

Якщо будь-який з перерахованих вище презиготних бар’єрів не вдається, гібрид може зазнати наслідків репродуктивної ізоляції.

Продукт зиготи схрещування двох різних видів відомий як гібриди, і вони можуть не розвиватися або загинути протягом свого життя.

Роль відбору та дрейфу генів

З точки зору генетики, бар'єри для розмноження можуть базуватися на: генетичній дивергенції, цитоплазматичній несумісності або цитологічній розбіжності.

Для еволюції репродуктивних бар'єрів мають бути наявні наступні сили: природний відбір та генетичний дрейф. Вони діють, коли потік генів зменшено у двох популяціях виду.

Гена або генетичний дрейф

Дрифт генів - це еволюційна сила, яка випадковим чином фіксує певні алелі, а інші - з тих же стохастичних причин - зникають з популяції. Цей механізм має більш виражений вплив, коли він діє в невеликих популяціях (з малою кількістю особин).

Коли дві популяції ізольовані, дрейф генів діє по-різному: по-перше, "частина" популяції, яка залишається ізольованою, є невипадковою вибіркою, тобто алелі не представлені в рівних пропорціях. Потім випадкова фіксація та втрата алелів посилює розбіжність між популяціями.

Природний відбір

Для продовження процесу специфікації необхідно, щоб були дуже виражені генетичні відмінності між досліджуваними популяціями. Природний відбір має великий вплив на розвиток цієї розбіжності, якщо популяція займає нове середовище.

Класичний приклад для ілюстрації ролі природного відбору - специфікація яблучної та глодової мухи. Населення відокремлюються, оскільки відбір діє на їх переваги при виборі їжі.

Цей вид виконує майже всі етапи свого життєвого циклу з деревом, з якого живиться. З цієї причини група дослідників поцікавилася, чи належать мухи, які паразитували на яблунях, до тієї ж популяції, що і мухи глоду.

Щоб перевірити цю гіпотезу, дослідники застосували методику під назвою «електрофорез білка» і змогли зробити висновок про існування статистично значущих відмінностей між мухами, які мешкали на різних деревах.

Це відбувається тому, що мухи виявляють значну перевагу перед своїм видом фруктів. Крім того, спарювання відбувається на дереві, перешкоджаючи потоку генів з популяцією інших плодів.

Сексуальний відбір

Сексуальний відбір відноситься до персонажів, які беруть участь у процесі отримання парубка. Шлях або ключові елементи, якими користується людина, щоб вибрати свого партнера, здаються, є ключовими для розмежування між сукупностями та функціонують як бар'єр.

Пісні у земноводних є важливою характеристикою для вибору матерів, а у деяких видів частота пісні виступає як репродуктивний бар'єр. Так само забарвлення відіграє фундаментальну роль у репродуктивній ізоляції певного класу риб.

Наслідки

Наслідком репродуктивної ізоляції є специфікація - утворення нових видів. Бар'єри репродуктивної ізоляції виникають після того, як відбувається поділ двох популяцій, і вони розвиваються шляхом природного відбору або дрейфу гена.

У свою чергу, наслідком специфікації є величезна різноманітність у різних лініях живих організмів. У таксонах, які мають статеве розмноження, кожна гілка філогенетичного дерева являє собою подію виду, де кожна популяція була репродуктивно ізольованою.

Таким чином, специфікація розглядається як міст між мікроеволюцією та макроеволюцією.

Список літератури

1. Freeman, S., Herron, JC (2002). Еволюційний аналіз. Зал Prentice
2. Футуйма, DJ (2005). Еволюція Синауер.
3. Gallardo, MH (2011). Еволюція Хід життя. Редакція Médica Panamericana.
4. Хікман, К.П., Робертс, Л.С., Ларсон, А., Обер, WC, & Гарнізон, C. (2001). Комплексні принципи зоології. McGraw-Hill.
5. Рідлі, М. (2004) Еволюція. Третє видання. Видавництво Блеквелл.
6. Солер, М. (2002). Еволюція: основи біології. Проект Південь.