Репродуктивна изолация: механизми и последствия (с примери)
Репродуктивна изолация или репродуктивна изолация обхваща различни механизми, които водят до стерилност между две популации индивиди. С други думи, кръстосването на два репродуктивно изолирани вида не произвежда потомство или потомството не е жизнеспособно.
Изолирането може да се случи преди образуването на зиготи, тъй като популациите не споделят местообитания, защото имат p
Процесът на видообразуване - образуване на нови видове - обикновено се разделя на три последователни стъпки: първо се появява етап на изолация на популациите, след което се появява дивергенция на определени символи или черти и накрая се случва изолацията на репродукцията.
След като генният поток между тези две популации бъде елиминиран, настъпва еволюционна изолация.
Механизми на репродуктивна изолация
В зависимост от това кога действат бариерите на репродуктивната изолация, те могат да бъдат класифицирани като презиготни и пост-зиготични. Първият акт преди образуването на зиготата.
Презиготните бариери включват всяко събитие, което предотвратява копулацията между два вида, било то временна изолация, изолиране чрез местообитание или диференциране на ресурсите, и изолиране чрез поведение или етология.
В тази категория са и физиологичната или механичната несъвместимост на половите органи на видовете, които те се опитват да възпроизведат.
Обратно, пост-зиготичните бариери обхващат всички събития, които пречат на хибридните зиготи да развият нормален живот, тъй като те имат ниска биологична ефективност или годност.
Временни презиготни бариери
Пример за временна изолация възниква при насекоми от рода Magicicada. В тези цикади има вид с жизнен цикъл от 13 години и друг вид, чийто цикъл продължава до 17 години.
Видовете на вида се появяват от земята на всеки 13 или 17 години, в зависимост от вида. Тъй като няма времева синхронизация, няма възможност за чифтосване между двата вида.
Етологични презистични бариери
Именно този жанр има презиготична изолация от етологичен тип. Звукът, произведен от всеки вид, е уникален за него и не може да бъде разпознат от другите.
Въпреки че се среща с двама души от различни полове, те няма да бъдат признати като потенциални сексуални партньори.
Механични прежигови бариери
Механичната изолация се дължи на несъвместимост между гениталиите. Сексуалните органи приличат на механизъм за заключване на ключове, където те трябва да пасват идеално. В случай, че не пасват, копулацията не е успешна.
Презиготни бариери чрез диференциране на местообитанията
Този тип бариера се появява, когато два вида показват изразено предпочитание към определен ресурс. Бариерата се акцентира при появата на копулационните събития в споменатата зона.
Например, саламандри от рода Ambystoma имат членове, които се размножават в езера, и те не се пресичат с индивиди, които се размножават в потоци.
Постиготични бариери: смъртност, невъзможност и стерилност на хибридите
Ако някоя от предишните презиготични бариери се провали, хибридът може да понесе последиците от репродуктивна изолация.
Зиготите, получени при кръстосването на два различни вида, са известни като хибриди и те не могат да се развият или да умрат в хода на живота си.
Роля на селекцията и дрейфа на гените
От гледна точка на генетиката, бариерите пред репродукцията могат да се основават на: генетична дивергенция, цитоплазмена несъвместимост или цитологична дивергенция.
За да се случи еволюцията на репродуктивните бариери, трябва да присъстват следните сили: естествен подбор и дрейф на гена. Те действат, когато генният поток е намален в две популации на даден вид.
Дрейф на ген или ген
Дрейфът на гена е еволюционна сила, която случайно задава определени алели, докато други - по същите стохастични причини - изчезват от популацията. Този механизъм има по-изразени ефекти, когато действа върху малки популации (с няколко индивида).
Когато се изолират две популации, генният дрейф действа по различни начини: първо, "частта" от популацията, която остава изолирана, е неслучайна извадка, т.е. алелите не са представени в еднаква пропорция. След това фиксирането и случайната загуба на алели засилва дивергенцията между популациите.
Естествен подбор
За да продължи процесът на видообразуване, е необходимо да има много изразени генетични разлики между изследваните популации. Естественият подбор има важен ефект върху развитието на тази дивергенция, ако популациите заемат нова среда.
Класически пример за илюстриране на ролята на естествения подбор е видообразуването на ябълки и тръни. Популациите се разделят, тъй като селекцията действа според техните предпочитания при избора на храната.
Този вид изпълнява почти всички стъпки от жизнения си цикъл до дървото, от което се храни. Затова група изследователи се чудеха дали мухите, които паразитират ябълковите дървета, принадлежат към една и съща популация от тръни.
За да тестват тази хипотеза, изследователите са приложили техника, наречена "протеинова електрофореза" и са успели да заключат, че има статистически значими разлики между мухите, които живеят в различни дървета.
Това се случва, защото мухите показват важно предпочитание за техния вид плодове. Освен това в дървото се случва чифтосване, което предотвратява потока от гени с популацията на другия плод.
Сексуалният подбор
Сексуалният подбор се отнася до героите, участващи в процеса на получаване на партньор. Начинът или ключовите елементи, които индивидът използва, за да избере своя партньор, изглежда са от ключово значение за диференциацията между популациите и функционират като бариера.
Песните в земноводните са незаменима характеристика за избора на двойки, а при някои видове честотата на песента действа като репродуктивна бариера. Също така оцветяването играе основна роля в репродуктивната изолация на определен клас риби.
въздействие
Последствията от репродуктивната изолация са видообразуването - образуването на нови видове. Бариерите за репродуктивна изолация възникват след отделянето на две популации и те се развиват чрез естествен подбор или дрейф на гена.
На свой ред, последствията от видообразуването са огромното разнообразие в различните линии на живите организми. В таксони, които притежават сексуално размножаване, всеки клон на неговото филогенетично дърво представлява събитие на видообразуване, при което всяка популация е изолирана от репродуктивно население.
По този начин видообразуването се счита за мост между микроеволюцията и макроеволюцията.
