Στους πανμικτικούς οργανισμούς (σεξουαλικά αναπαραγωγικούς), ένα είδος είναι ένα σύνολο οργανισμών που είναι παρόμοιοι σε μια ολόκληρη σειρά χαρακτηριστικών, ικανοί να διασταυρώνονται ελεύθερα με το σχηματισμό γόνιμων απογόνων. Η έννοια της απομόνωσης χρησιμοποιείται στο πλαίσιο της μικροεξέλιξης ή, όπως ονομάζεται επίσης, της ειδογένεσης. Η αναπαραγωγική απομόνωση ξεκινά τη διαδικασία σχηματισμού ενός νέου είδους και το τερματίζει. Αλλά δεν θα οδηγήσουν όλες οι μορφές αυτού του φαινομένου στην εμφάνιση ενός νέου είδους, όπως δεν οδηγεί κάθε απομόνωση στον τελικό αναπαραγωγικό διαχωρισμό των πληθυσμών.
Μηχανισμοί απομόνωσης στην εξέλιξη
Μέσα σε ένα είδος, τα άτομα υπάρχουν σε ομάδες - πληθυσμούς. Είναι οι πληθυσμοί ως μονάδα μικροεξέλιξης που χρησιμεύουν ως υλικό για το σχηματισμό νέων ειδών που διαφέρουν από τα αρχικά. Μέσα σε ένα είδος, λαμβάνει χώρα ανταλλαγή γενετικού υλικού μεταξύ πληθυσμών κατά τη διαδικασία αναπαραγωγής. Πως λέγεταιαναπαραγωγική ικανότητα των οργανισμών. Όταν για κάποιο λόγο αυτή η ανταλλαγή μεταξύ πληθυσμών του ίδιου είδους είναι περιορισμένη ή εντελώς αδύνατη, λένε ότι έχει ξεκινήσει η αναπαραγωγική απομόνωση. Ο ορισμός αυτού του εξελικτικού μηχανισμού είναι ότι άτομα διαφορετικών πληθυσμών δεν μπορούν να παράγουν απογόνους. Η ιστορία της εμφάνισης ενός νέου είδους είναι μια αλυσίδα διαφορετικών τύπων αναπαραγωγικής απομόνωσης, που αντικαθιστούν ή αλληλοεπικαλύπτονται, καθιστώντας τη διαίρεση των πληθυσμών μη αναστρέψιμη.
Αναπαραγωγική απομόνωση: ταξινόμηση
Υπάρχουν διάφορες έννοιες στην ταξινόμηση των ποικιλιών απομόνωσης πληθυσμού. Διάφορα κριτήρια που λαμβάνονται ως κύριο χαρακτηριστικό προσθέτουν κάποια σύγχυση σε αυτό το ζήτημα. Ας πάρουμε ως βάση ότι η αναπαραγωγική απομόνωση ως μόνιμος περιορισμός της πανμιξίας (ελεύθερη διέλευση) είναι το τελευταίο στάδιο που ολοκληρώνει την ειδογένεση. Υποστηρικτές αυτής της άποψης για την απομόνωση που σχηματίζουν είδη ήταν οι γνωστοί εξελικτικοί βιολόγοι F. G. Dobzhansky (1900-1975) και E. Mayr (1904-2005). Οι μηχανισμοί της αναπαραγωγικής απομόνωσης σε αυτήν την προσέγγιση θα χωριστούν σε τρεις ομάδες:
- χωρική διαίρεση (γεωγραφική);
- περιβαλλοντική απομόνωση (περιβαλλοντικοί μηχανισμοί);
- σωστός αναπαραγωγικός μηχανισμός, συμπεριλαμβανομένης της προ-σύζευξης (πριν από το σχηματισμό ενός ζυγώτη) και της μετά τη σύζευξη (συμβαίνει το ζευγάρωμα, αλλά το ωάριο είτε δεν γονιμοποιείται είτε πεθαίνει, είτε τα υβρίδια είναι στείρα).
Οποιοσδήποτε μηχανισμός επιτυγχάνει ένα όριοπανμιξία: πλήρης ή μερική. Ας εξετάσουμε εν συντομία τις μορφές αναπαραγωγικής απομόνωσης σε κάθε ομάδα. Τα παραδείγματα που τα επεξηγούν θα σας βοηθήσουν να κατανοήσετε την ουσία μιας συγκεκριμένης φόρμας.
Χωρικοί μηχανισμοί απομόνωσης πληθυσμού
Ο μηχανισμός της απομόνωσης σχετίζεται με διάφορες αλλαγές στο τοπίο (εμφάνιση φραγμού με τη μορφή οροσειρών ή ποταμών) ή με την εξάπλωση του είδους σε τεράστιες περιοχές. Όταν η ροή των γονιδίων μεταξύ των διαχωρισμένων πληθυσμών διαταράσσεται, εμφανίζεται αναπαραγωγική απομόνωση. Το πιο διάσημο παράδειγμα ενός τέτοιου φαινομένου με το σχηματισμό νέων ειδών μπορεί να θεωρηθεί το νησιωτικό είδος ζιζανίων των νήσων Γκαλαπάγκος, το οποίο έγινε ένα από τα παραδείγματα για το έργο του Charles Darwin "The Origin of Species by Means of Natural Selection". Ή ένα παράδειγμα μπλε κίσσας, ο ένας πληθυσμός της οποίας ζει στην Κίνα και ο άλλος στην Ισπανία.
Μηχανισμοί οικολογικής απομόνωσης
Οι λόγοι για αυτόν τον τύπο αναπαραγωγικής απομόνωσης σχετίζονται με τη διαφορά στις συνθήκες αναπαραγωγής πληθυσμών του ίδιου είδους που ζουν συμμετρικά, δηλαδή στην ίδια περιοχή. Για παράδειγμα, οι περίοδοι αναπαραγωγής ή ανθοφορίας δεν συμπίπτουν. Στην ακτή της Καλιφόρνια υπάρχουν δύο τύποι πεύκων συμμετρικά: το ένα είδος ρίχνει γύρη τον Φεβρουάριο και το άλλο τον Απρίλιο. Η εποχική οικολογική απομόνωση έχει γίνει αναπαραγωγική γι' αυτούς. Ένα παράδειγμα αναπαραγωγικής απομόνωσης, αλλά που προκύπτει από διαφορετικές βάσεις τροφίμων, καταδεικνύεται από τρία είδη φώκιας της Ανταρκτικής που προέρχονται από τον ίδιο φυλογενετικό πρόγονο. Η φώκια Weddell τρώει μόνο ψάρια, η φώκια της λεοπάρδαλης τρώει πιγκουίνους και φώκιες και η φώκια Ross τρώεικεφαλόποδα.
Προσυλλογικές μορφές αναπαραγωγικής απομόνωσης
Μηχανική απομόνωση - η αναποτελεσματικότητα του ζευγαρώματος που προκαλείται από τη διαφορετική δομή των αναπαραγωγικών ή συζυγικών οργάνων. Για παράδειγμα, διαφορετικοί τύποι φασκόμηλου έχουν διαφορετικά σχήματα λουλουδιών και γονιμοποιούνται από άλλες μέλισσες. Η ίδια συσχέτιση υπάρχει μεταξύ των ορχιδέων και των κολιμπρί. Το ζευγάρωμα μεταξύ των ειδών μύγες Drosophila οδηγεί σε τραυματισμό ή ακόμα και θάνατο του συντρόφου.
Ηθολογική απομόνωση - μη ζευγάρωμα λόγω διαφορών στη σεξουαλική συμπεριφορά (σε ερωτοτροπία, τραγούδι, χορό, λάμψη ή διαφορές στις φερομόνες). Για παράδειγμα, στενά συγγενικά είδη πυγολαμπίδων, όταν προσκαλούν ένα θηλυκό για ζευγάρωμα, αναβοσβήνουν διαφορετικά (με διαφορετική συχνότητα και διάρκεια). Σε αυτό το πλαίσιο μπορούν επίσης να αναφερθούν τραγούδια για συγκεκριμένα είδη σε σπουργίτια και βατράχους. Και όλοι γνωρίζουν για τις τελετουργίες ζευγαρώματος των πουλιών.
Γαμητική απομόνωση - έλλειψη αλληλεπίδρασης γαμετών ή θάνατος γαμετών. Η ύπαρξη αυτού του τύπου απομόνωσης έχει αποδειχθεί πειραματικά. Για παράδειγμα, δύο είδη αχινών με εξωτερική γονιμοποίηση διασταυρώθηκαν από τους Αμερικανούς γενετιστές Denis και Brachet. Το ωάριο γονιμοποιήθηκε, αλλά το έμβρυο πέθανε στα πρώτα στάδια της γαστρορραγίας.
Μορφές αναπαραγωγικής απομόνωσης μετά τη σύζευξη
Αυτό αναφέρεται στη μη βιωσιμότητα του γονιμοποιημένου ωαρίου και στον θάνατο του εμβρύου στα αρχικά στάδια της οντογένεσης. Ή ο θάνατος ενός γεννημένου μικρού (ή ατόμου) πριν φτάσει στην εφηβεία. Πολύ κοντά στην γαμετική ιδέαμόνωση.
Στειρότητα υβριδίων
Στα περισσότερα ζώα, τα επιζώντα μεσοειδικά υβρίδια είναι στείρα, δηλαδή δεν είναι ικανά να παράγουν απογόνους. Εξαίρεση μπορεί να είναι τα ημι-στείρα υβρίδια. Ο μηχανισμός αυτού του φαινομένου είναι αρκετά περίπλοκος, με βάση γονιδιακά, χρωμοσωμικά ή κυτταρολογικά αίτια. Θα δώσουμε μόνο παραδείγματα διαειδικών υβριδίων που είναι γνωστά σε όλους.
Υβριδικό γάιδαρος και φοράδα - μουλάρι. Είναι μεγαλύτερο από έναν γάιδαρο και μικρότερο από ένα άλογο, και επιπλέον, τα ζώα είναι πιο εύκολο να κρατηθούν. Τα υβρίδια στενά συγγενών υποειδών σκύλου και λύκου (λυκόσκυλος, μισός λύκος) έχουν πιο ανεπτυγμένο ένστικτο και αντοχή από τα συνηθισμένα σκυλιά. Πολλά από τα ψάρια του ενυδρείου είναι υβριδικές μορφές (πολύχρωμα aulonocars). Είναι όμορφα, μεγαλύτερα από τις μητρικές μορφές, αλλά κατά την αγορά θα πρέπει να προσδιορίσετε την προέλευση των ψαριών, διαφορετικά δεν θα περιμένετε απογόνους. Όλοι γνωρίζουν ότι οι σπόροι των καλλιεργούμενων φυτών (τομάτες, αγγούρια) που σημειώνονται με το σύμβολο F-1 είναι υβριδικές μορφές. Οι καρποί αυτών των φυτών δεν αφήνονται για σπορά.
