REPRODUKČNÁ IZOLÁCIA: MECHANIZMY, DÔSLEDKY (PRÍKLADY) - BIOLÓGIE - 2025

Reprodukčné izolácie alebo reprodukčné izolácie zahŕňa rôzne mechanizmy, ktoré vedú do sterility medzi dvoma populáciami jednotlivcov. Inými slovami, kríženie dvoch reprodukčne izolovaných druhov neprodukuje potomstvo alebo potomstvo nie je životaschopné.

K izolácii môže dôjsť pred vytvorením zygotu, pretože populácie nezdieľajú biotopy, pretože majú rôzne preferencie alebo pretože ich reprodukčné orgány nie sú kompatibilné; alebo po ich vytvorení, kde zygota môže uhynúť alebo sa vyvinúť v sterilnom jedincovi.

Zdroj: pixabay.com

Proces špekulácie - tvorba nových druhov - je zvyčajne rozdelený do troch po sebe nasledujúcich krokov: najprv dôjde k štádiu izolácie populácií, potom k divergencii určitých znakov alebo znakov a nakoniec k reprodukčnej izolácii.

Po eliminácii toku génov medzi týmito dvomi populáciami dochádza k evolučnej izolácii.

Reprodukčné izolačné mechanizmy

Podľa toho, kedy pôsobia reprodukčné izolačné bariéry, môžu byť klasifikované ako prezygotické a postzygotické. Prvý z nich konal pred vznikom zygoty.

Prezygotické bariéry zahŕňajú akúkoľvek udalosť, ktorá bráni kopulácii medzi dvoma druhmi, či už ide o dočasnú izoláciu, izoláciu podľa biotopov alebo diferenciácie zdrojov a izoláciu správaním alebo etológiou.

Do tejto kategórie patrí aj fyziologická alebo mechanická nekompatibilita pohlavných orgánov druhov, ktoré sa snažia rozmnožovať.

Naopak, postzygotické bariéry zahŕňajú všetky udalosti, ktoré bránia hybridným zygotám vo vývoji normálneho života, pretože majú nízku biologickú alebo fyzickú účinnosť.

Dočasné prezygotické bariéry

Príklad dočasnej izolácie sa vyskytuje u hmyzu z rodu Magicicada. V týchto cikádach je druh so životným cyklom 13 rokov a iný druh, ktorého cyklus trvá až 17 rokov.

Obrázky tohto druhu sa objavujú zo zeme každých 13 alebo 17 rokov v závislosti od druhu. Pretože neexistuje časová synchronizácia, medzi týmito druhmi neexistuje možnosť párenia.

Etologické prezygózne bariéry

Je to ten istý rod, existuje prezygotická izolácia etologického typu. Zvuk, ktorý produkuje každý druh, je pre tento druh jedinečný a ostatné ho nemôžu rozoznať.

Hoci k stretnutiu dvoch jednotlivcov rôzneho pohlavia dôjde, nebudú uznaní za potenciálnych sexuálnych partnerov.

Mechanické prezygotické bariéry

K mechanickej izolácii dochádza kvôli nekompatibilite medzi pohlavnými orgánmi. Sexuálne orgány sa podobajú zámku a kľúčovému mechanizmu, kde sa musia perfektne zmestiť. V prípade, že sa nehodia, kopulácia nie je úspešná.

Prezygotické bariéry v dôsledku diferenciácie biotopov

K tomuto typu bariéry dochádza, keď dva druhy vykazujú výraznú preferenciu určitého zdroja. Bariéra sa zvýrazní, keď sa v tejto oblasti vyskytnú prípady kopulácie.

Napríklad mloci rodu Ambystoma majú členov, ktorí sa chovajú v rybníkoch, a tí sa neprekrývajú s jedincami, ktorí sa množia v potokoch.

Postzygotické bariéry: úmrtnosť, neuskutočniteľnosť a sterilita hybridov

Ak niektorá z vyššie uvedených prezygotických bariér zlyhá, hybrid môže utrpieť následky reprodukčnej izolácie.

Produkt zygoty kríženia dvoch rôznych druhov je známy ako hybridy a tieto sa nemusia počas svojho života vyvíjať alebo umierať.

Úloha selekcie a posun génov

Z hľadiska genetiky môžu byť prekážky reprodukcie založené na: genetickej divergencii, cytoplazmatickej nekompatibilite alebo cytologickej divergencii.

Aby došlo k vývoju reprodukčných bariér, musia byť prítomné nasledujúce sily: prirodzený výber a genetický úlet. Tieto pôsobia, keď sa tok génov znížil v dvoch populáciách druhu.

Génový alebo genetický drift

Génový drift je evolučná sila, ktorá náhodne fixuje určité alely, zatiaľ čo iné - z rovnakých stochastických dôvodov - zmiznú z populácie. Tento mechanizmus má výraznejšie účinky, keď pôsobí na malé populácie (s niekoľkými jedincami).

Keď sa izolujú dve populácie, génový drift pôsobí rôznymi spôsobmi: po prvé, „časť“ populácie, ktorá zostáva izolovaná, je náhodná vzorka, to znamená, že alely nie sú zastúpené v rovnakých pomeroch. Náhodná fixácia a strata alel zvyšuje divergenciu medzi populáciami.

Prirodzený výber

Aby špekulačný proces pokračoval, je potrebné, aby medzi študovanými populáciami boli veľmi výrazné genetické rozdiely. Prírodný výber má zásadný vplyv na vývoj tejto divergencie, ak obyvateľstvo zaujíma nové prostredie.

Klasickým príkladom na ilustráciu úlohy prírodného výberu je špekulácia mušky jablčnej a hlohovej. Obyvateľstvo sa oddeľuje, keďže výber pri výbere jedla vyhovuje ich preferenciám.

Tento druh vykonáva takmer všetky kroky svojho životného cyklu so stromom, z ktorého sa živí. Z tohto dôvodu sa skupina vedcov pýtala, či muchy, ktoré parazitovali jablone, patria do rovnakej populácie ako muchy hlohové.

Na testovanie tejto hypotézy vedci použili techniku ​​nazývanú „proteínová elektroforéza“ a dokázali dospieť k záveru, že medzi muškami, ktoré žili v rôznych stromoch, existujú štatisticky významné rozdiely.

K tomu dochádza, pretože muchy vykazujú výraznú preferenciu pre svoj druh ovocia. Okrem toho sa na strome vyskytuje párenie, ktoré zabraňuje toku génov s populáciou iného ovocia.

Sexuálny výber

Sexuálny výber sa vzťahuje na postavy zapojené do procesu získavania partnera. Zdá sa, že spôsob alebo kľúčové prvky, ktoré jednotlivec používa na výber svojho partnera, je kľúčom k rozlíšeniu populácie a slúži ako prekážka.

Piesne u obojživelníkov sú základnou charakteristikou výberu partnera a u niektorých druhov pôsobí frekvencia piesne ako reprodukčná bariéra. Podobne sfarbenie hrá zásadnú úlohu pri reprodukčnej izolácii určitej triedy rýb.

dôsledky

Dôsledkom reprodukčnej izolácie je špekulácia - tvorba nových druhov. Reprodukčné izolačné bariéry sa vyskytujú po oddelení dvoch populácií, ktoré sa vyvíjajú prirodzeným výberom alebo posunom génov.

Dôsledkom špekulácie je zasa obrovská rozmanitosť v rôznych líniách živých organizmov. V taxónoch, ktoré majú sexuálnu reprodukciu, každá vetva ich fylogenetického stromu predstavuje špekulačnú udalosť, kde bola každá populácia reprodukčne izolovaná.

Preto je špekulácia považovaná za most medzi mikroevolúciou a makroevolúciou.

Referencie

1. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evolučná analýza. Prentická sála
2. Futuyma, DJ (2005). Evolution. Sinauer.
3. Gallardo, MH (2011). Evolution. Priebeh života. Editorial Médica Panamericana.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, a Garrison, C. (2001). Integrované princípy zoológie. McGraw-Hill.
5. Ridley, M. (2004) Evolution. Tretia edícia. Vydavateľstvo Blackwell.
6. Soler, M. (2002). Evolúcia: základ biológie. Južný projekt.