I panmiktiska organismer (sexuellt reproducerande) är en art en uppsättning organismer som liknar varandra i en hel rad egenskaper, som fritt kan föröka sig med bildandet av fertil avkomma. Begreppet isolering används i samband med mikroevolution eller, som det också kallas, artbildning. Reproduktiv isolering börjar processen för bildandet av en ny art och avslutar den. Men inte alla former av detta fenomen kommer att leda till uppkomsten av en ny art, precis som inte varje isolering leder till den slutliga reproduktiva separationen av populationer.
Isoleringsmekanismer i evolution
Inom en art finns individer i grupper - populationer. Det är populationer som en enhet av mikroevolution som fungerar som material för bildandet av nya arter som skiljer sig från de ursprungliga. Inom en art sker ett utbyte av genetiskt material mellan populationer i reproduktionsprocessen. Vad heterorganismers reproduktionsförmåga. När av någon anledning detta utbyte mellan populationer inom samma art är begränsat eller helt omöjligt, säger de att reproduktiv isolering har satt in. Definitionen av denna evolutionära mekanism är att individer av olika populationer inte kan producera avkomma. Historien om uppkomsten av en ny art är en kedja av olika typer av reproduktiv isolering, som ersätter eller överlappar varandra, vilket gör uppdelningen av populationer irreversibel.
Reproduktiv isolering: klassificering
Det finns flera begrepp i klassificeringen av sorter av befolkningsisolering. Olika kriterier som tas som huvuddrag lägger till viss förvirring till denna fråga. Låt oss ta som utgångspunkt att reproduktiv isolering som en permanent begränsning av panmixia (fri korsning) är det sista stadiet som fullbordar artbildning. Förespråkare för denna syn på artbildande isolering var välkända evolutionsbiologer F. G. Dobzhansky (1900-1975) och E. Mayr (1904-2005). Mekanismerna för reproduktiv isolering i detta tillvägagångssätt kommer att delas in i tre grupper:
- spatial division (geografisk);
- miljöisolering (miljömekanismer);
- korrekt reproduktionsmekanism, inklusive pre-kopulation (före bildandet av en zygot) och post-kopulation (parning sker, men ägget antingen inte befruktas eller dör, eller så är hybriderna sterila) barriärer.
Alla mekanismer uppnår en gränspanmixia: hel eller partiell. Låt oss kort överväga former av reproduktiv isolering i varje grupp. Exempel som illustrerar dem hjälper dig att förstå essensen av en viss form.
Rumsliga mekanismer för befolkningsisolering
Mekanismen för isolering är förknippad med olika förändringar i landskapet (uppkomsten av en barriär i form av bergskedjor eller floder) eller med spridningen av arten över stora territorier. När flödet av gener mellan de separerade populationerna störs uppstår reproduktiv isolering. Det mest kända exemplet på ett sådant fenomen med bildandet av nya arter kan betraktas som öarter av bindweeds på Galapagosöarna, som blev ett av exemplen för Charles Darwins verk "The Origin of Species by Means of Natural Selection". Eller ett exempel på en blå skata, vars ena befolkning bor i Kina och den andra i Spanien.
Ekologiska isoleringsmekanismer
Skälen till denna typ av reproduktiv isolering är relaterade till skillnaden i villkoren för reproduktion av populationer av samma art som lever symmetriskt, det vill säga i samma territorium. Till exempel sammanfaller inte häcknings- eller blomningssäsongerna. På Kaliforniens kust finns två typer av tallar symmetriskt: en art fäller pollen i februari och den andra i april. Säsongsbetonad ekologisk isolering har blivit reproduktiv för dem. Ett exempel på reproduktiv isolering, men härrörande från olika matbaser, visas av tre arter av antarktiska sälar som härstammar från samma fylogenetiska förfader. Weddellsälen äter bara fisk, leopardsälen äter pingviner och sälar och Rosssälen äterbläckfisk.
Prekopulatoriska former av reproduktiv isolering
Mekanisk isolering - ineffektiviteten av parning orsakad av den olika strukturen hos reproduktions- eller kopulatoriska organ. Till exempel har olika typer av salvia olika blomformer och pollineras av andra bin. Samma samband finns mellan orkidéer och kolibrier. Drosophila flugor mellan arter som parar sig leder till skada eller till och med död för partnern.
Etologisk isolering - inte parning på grund av skillnader i sexuellt beteende (vid uppvaktning, sång, dans, glödande eller skillnader i feromoner). Till exempel, närbesläktade arter av eldflugor, när de bjuder in en hona för parning, blinkar annorlunda (med olika frekvens och varaktighet). Artspecifika sånger hos sparvar och grodor kan också nämnas i sammanhanget. Och alla känner till fåglars parningsritualer.
Gametisk isolering - brist på gameterinteraktion eller död hos gameter. Förekomsten av denna typ av isolering har bevisats experimentellt. Till exempel korsades två arter av sjöborrar med extern befruktning av amerikanska genetiker Denis och Brachet. Ägget befruktades, men embryot dog i de tidiga stadierna av gastrulation.
Former av reproduktiv isolering efter parning
Detta hänvisar till det befruktade äggets icke-livsduglighet och embryots död i de tidiga stadierna av ontogenes. Eller en född unges (eller individ) död före puberteten. Mycket nära koncept till gameticisolering.
Hybriders sterilitet
Hos de flesta djur är de överlevande interspecifika hybriderna sterila, det vill säga de kan inte producera avkomma. Ett undantag kan vara semi-sterila hybrider. Mekanismen för detta fenomen är ganska komplex, baserad på gen, kromosomala eller cytologiska orsaker. Vi kommer bara att ge exempel på interspecifika hybrider som är kända för alla.
Hybrid åsna och sto - mula. Den är större än en åsna och mindre än en häst, och dessutom är djuren lättare att hålla. Hybrider av närbesläktade underarter av en hund och en varg (varghund, halvvarg) har en mer utvecklad instinkt och uthållighet än vanliga hundar. Många av akvariefiskarna är hybridformer (färgglada aulonocars). De är vackra, större än föräldraformer, men när du köper bör du ange fiskens ursprung, annars väntar du inte på avkomma. Alla vet att frön från odlade växter (tomater, gurkor) märkta med symbolen F-1 är hybridformer. Frukterna av dessa växter lämnas inte till frö.
