EKOLOGICKÁ IZOLÁCIA: MECHANIZMUS A PRÍKLADY - BIOLÓGIE - 2026

Organická izolácie je mechanizmus, s ktorým je zabránené výskytu kríženie medzi dvoma druhmi, ktoré by mohli produkovať hybridné potomstvo. Hybridný potomok je výsledkom zmesi dvoch jedincov rôznych druhov.

Napríklad mulica alebo mulica je hybridné zviera, ktoré pochádza z kríženia osla (Equus africanus asinus) s kobylou (Equus ferus caballus). Toto zviera zdieľa niektoré znaky s obidvomi rodičovskými druhmi.

Obrázok 1. Mule. Zdroj: Pixabay.com

Hinny je tiež hybridný druh, ktorý je výsledkom kríženia osla s koňom. Muly a mulice majú rôzne gény. Mula je silnejším a väčším zvieraťom ako svinica a obe sú takmer vždy sterilné. V zriedkavých prípadoch plodnosti v mulách a muliach sú mladí ľudia slabí a veľmi podvyživení, s malou pravdepodobnosťou prežitia.

Existuje 5 procesov ekologickej izolácie, ktoré slúžia na zabránenie hybridom alebo zmiešaným potomkom dvoch rôznych druhov: ekologická izolácia, dočasná izolácia, behaviorálna izolácia, priestorová izolácia a mechanická / chemická izolácia.

Ekologický izolačný mechanizmus

Ekologická izolácia alebo izolácia biotopov je jedným z 5 izolačných mechanizmov, ktoré zabraňujú kríženiu medzi rôznymi druhmi pred tvorbou zygoty alebo vajíčka (mechanizmus preigotickej izolácie).

Tento mechanizmus sa vyskytuje, keď dva druhy, ktoré by sa mohli geneticky krížiť, majú reprodukčné bariéry, pretože žijú v rôznych oblastiach. Takto môžu rôzne populácie zaberať to isté územie, ale môžu žiť v rôznych biotopoch, a preto sa fyzicky nestretávajú.

Okrem iných izolačných mechanizmov sa ekologická izolácia vyhýba produkcii hybridných druhov, ktoré nezvýhodňujú rast a vývoj biologických populácií, pretože väčšina hybridných jedincov je sterilných, to znamená, že nie sú schopní reprodukcie.

Druhy zapojené do hybridného kríženia sa považujú za výdavky na energiu, ktoré nie sú úspešné. Tieto reprodukčné izolačné mechanizmy navyše zohrávajú pri špekuláciách rozhodujúcu selektívnu úlohu.

Špecializácia je proces, ktorým sa vytvárajú nové druhy. Špekulačný proces je proces, ktorý spôsobil rozmanitosť organizmov alebo biologickú diverzitu.

Príklady ekologickej izolácie

Ďalej uvádzame niekoľko príkladov ekologickej izolácie.

Ekologická izolácia u cicavcov

V Indii sú tiger (Panthera tigris) a lev (Panthera leo), dva druhy rovnakej čeľade (Felidae), ktoré majú schopnosť kríženia.

Tygr však žije v džungli a lev žije v pastvinách; keďže tieto dva druhy žijú v rôznych biotopoch, nedochádza k ich fyzickému stretnutiu. Každý druh, lev aj tigr, je izolovaný vo svojich biotopoch.

Ekologická izolácia hmyzu

Skupina Anopheles maculipennis pozostáva zo 6 druhov komárov, z ktorých niektoré sú spojené s prenosom malárie. Hoci je týchto šesť druhov veľmi podobných a morfologicky nerozoznateľných, môžu zriedkavo vytvárať hybridy, pretože sú izolované na svoju reprodukciu a kríženie, čiastočne reprodukciou na rôznych biotopoch.

Zatiaľ čo niektoré druhy Anopheles maculipennis sa množia v brakickej vode, iné to robia v sladkej vode. Medzi druhmi, ktoré sa spájajú v sladkých vodách, sú niektoré druhy, ktoré tak robia v tečúcich vodách, a iné, ktoré uprednostňujú stojaté vody.

Ekologická izolácia u vtákov

Jedným z najviac citovaných príkladov ekologickej izolácie je prípad dvoch úzko príbuzných vtákov rodu Turdus, ako napríklad obyčajný kos (Turdus merula) a kos s bielou stopou (Turdus torquatus).

Obrázok 2. Spoločný čierny vták. (Turdus merula). Zdroj: AnemoneProjectors

Populácia T. merula, druhu, ktorý obýva lesné dreviny v lesoch a mestských záhradách, je ekologicky izolovaná od druhu T. torquatus, ktorý sa rozmnožuje vo vysokohorských oblastiach. Šanca týchto druhov produkujúcich hybrid je preto prakticky nulová.

Obrázok 3. Čierny vták siatej (Turdus torquatus). Zdroj: Andrej Chudý zo Slovenska

Ekologická izolácia obojživelníkov

Reprodukčná ekologická izolácia sa pozoruje aj u rôznych druhov žab. Jeden z mnohých príkladov tohto prípadu sa nachádza v Severnej Amerike.

V Severnej Amerike je populácia žaby severnej červenohnedej (Rana aurora) izolovaná od populácie americkej býčieho býka (Rana catesbeiana), pretože bývalí kamaráti v prchavých, rýchlo sa pohybujúcich vodách, a druhá tak robí. robí v stálych studniach alebo rybníkoch.

V Austrálii sa v púštnom prostredí nachádza žaba kríža (Notaden bennettii) a žaba púšte (Litoria rubella). Je však veľmi nepravdepodobné, že sa pária, pretože žaba kríža žije pod zemou a na povrch sa pohybuje až keď prší, zatiaľ čo žaba púštneho stromu je druh stromu.

Ekologická izolácia rýb

Ďalší zaujímavý príklad tohto typu ekologickej reprodukčnej izolácie je pozorovaný u ostnatých rýb z čeľade Gasterosteidae. Tieto ryby majú podlhovasté a jemné telo (fúzovité), s 2 až 16 tŕňmi v dorzálnej oblasti a bez stupnice, hoci niektoré druhy majú druh pancierovania kostnej platne.

Kým sladkovodné druhy rýb Gasterosteidae žijú v tečúcich vodách po celý rok, morské druhy nájdené v mori v zime migrujú na jar a v lete do ústí riek, aby sa párili.

V tomto prípade je faktorom, ktorý pôsobí ako reprodukčná bariéra, ktorá bráni kríženiu oboch skupín, prispôsobenie sa rôznym koncentráciám solí.

Ekologická izolácia v rastlinách

Ďalší príklad ekologickej izolácie sa vyskytuje v prípade dvoch druhov rastlín pavúka rodu Tradescantia, rastlín pavúka Ohio (Tradescantia ohiensis) a rastlín cik-cak (Tradescantia subaspera).

Obidve rastliny žijú v spoločných geografických oblastiach, ale nie sú schopné sa krížiť kvôli rozdielu v biotopoch. T. ohiensis rastie v slnečných oblastiach, zatiaľ čo T. subaspera preferuje tieňové oblasti s malým slnečným žiarením.

Okrem toho tieto rastliny kvitnú v rôznych ročných obdobiach, to znamená, že tiež vykazujú dočasnú izoláciu.

Môžeme konštatovať, že v ekologickej izolácii dochádza k separácii skupín organizmov v dôsledku zmien ich ekológie alebo zmien prostredia, v ktorom žijú.

Referencie

1. Bradburd, GS, Ralph, PL a Coop, GM (2018). Rozlišovanie účinkov geografickej a ekologickej izolácie na genetickú diferenciáciu. 67 (11): 3258-3273. doi: 10,1111 / evo 12193
2. Fraser, IC, Morrison, AK, McC Hogg, A., Macaya. EC, van Sebille, E. a ďalší. (2018). Ekologická izolácia Antarktídy bude narušená rozptylom a zahriatím spôsobeným búrkami. Zmena podnebia v prírode. 8: 704 - 708.
3. Gray, LN, Barley, AJ, Poe, S., Thomson, RC, Nieto - Montes de Oca, A. a Wang, IJ (2018). Fylogeografia rozsiahleho jašterového komplexu odráža vzorce geografickej aj ekologickej izolácie. Molekulárna ekológia banner. doi: 10,1111 / mec.14970
4. Hodges, SA a Arnold, ML (2018). Kvetinová a ekologická izolácia medzi Aquilegia formosa a Aquilegia pubescens. Zborník Národnej akadémie vied Spojených štátov amerických. 91 (7): 2493-2496. Doi: 10,1073 / pnas.91,7.2493
5. Schaefer, M. (1972). Ekologická izolácia a význam konkurencie, doložené príkladom rozloženia lykozidov pobrežnej krajiny. Oecology. 9 (2): 171-202. doi: 10,1007 / BF00345881